[发明专利]用于液流电池废气处理的方法以及液流电池系统

说明书

本发明公开了一种用于液流电池废气处理的方法和液流电池系统。所述方法包括：将正极电解液过充产生的氧化性废气与负极电解液混合，进行氧化还原反应。所述方法简单有效，既能吸收正极过充产生的氧化性废气，同时又不会使电解液损失酸根离子，又效维持了电解液的平衡，有助于在长期运行中保持电池的容量。

技术领域

本发明涉及一种用于液流电池废气处理的方法以及液流电池系统，属于液流电池技术领域。

背景技术

为了实现可持续发展，改善能源环境，人类开始大规模利用风能、太阳能等新能源，然而，由于新能源发电的不稳定性，在并网时对电网冲击较大。因此，一种可以用来平复电力波动，维持功率平衡的大规模储能系统应运而生。其中，液流电池技术因具有大规模储能的天然优势而得到了广泛的应用：液流电池储电量的大小与电解液体积成线性正比，充放电功率由电堆尺寸及数量决定，所以能按照需求，设计出从kW到MW级别不同的充放电功率，可持续放电1小时到数天的不同储能体量的液流电池；液流电池的电解液是基于常用无机酸、无机盐的，因此，电解液化学成分稳定，储存方便，对环境影响小，自放电系数极低，适合长期的电能储存；液流电池的反应温度为常温常压，电解液流动过程是自然的水基循环散热系统，安全性能极高，事故影响远低于其他大型储能方案；而且由于液流电池稳定可靠的充放电循环，其理论充放电次数没有上限。

目前液流电池的电解液主要分为三大主要体系，即硫酸基溶液、盐酸基溶液及硫酸基/盐酸基混合溶液。后两种含盐酸的电解液，在运行过程中，一旦电堆内部出现局部过充问题，正极电解液中会产生氯气，氯气有毒，如果未经任何处理直接排入大气中，则会对人体和环境造成危害。本领域中，主要的处理方式是将氯气排出电池再用碱液进行吸收，但这会造成电解液中氯成分的损失，进而导致电解液逐渐偏离电化学平衡，一方面使得电池容量逐渐下降，另一方面使得电池发生副反应的几率大大增加，最终导致电堆系统失效。

可以看出，现有技术中，虽然对于液流电池过充产生的氧化性废气的处理问题进行了一定的研究，但如何能在吸收废气的同时，还能保持电解液中酸根离子含量不变，这并不能说是充分的。

发明内容

发明要解决的问题

针对以上现有技术中所存在的如何处理电池过充产生的氧化性废气，同时还能保持电解液中总体酸根离子含量不变的问题，本发明提供一种用于液流电池废气处理的方法以及一种液流电池系统。

用于解决问题的方案

本发明使用以下技术方案解决上述技术问题：

本发明首先提供一种用于液流电池废气处理的方法，所述方法包括：将正极电解液过充产生的氧化性废气与负极电解液混合，进行氧化还原反应。

根据以上所述的方法，所述氧化性废气将所述负极电解液中的第一金属离子氧化生成第二金属离子，所述第一金属离子和所述第二金属离子为所述负极电解液中含有的氧化还原电对，其中，所述第一金属离子的价态相对所述第二金属离子的低。

根据以上所述的方法，采用文丘里管将所述氧化性废气与所述负极电解液混合。

根据以上所述的方法，所述正极电解液中含有盐酸，所述氧化性废气包括氯气。

根据以上所述的方法，所述负极电解液中含有钒离子、钛离子、铬离子、锌离子和锡离子中的至少一种金属离子。

根据以上所述的方法，所述氧化性废气通入所述负极电解液的速率为0.5-10m³/h。