Preparação de eletrólito de vanádio utilizando céliulas de redução de vanádio assimétricas e aplicação de uma célula de redução de vanádio assimétrica para reequilibrar o estado de carga dos eletrólitos de uma bateria redox de vanádio em operação

摘要

"PREPARAçãO DE ELETRóLITO DE VANáDIO UTILIZANDO CéLULAS DE REDUçãO DE VANáDIO ASSIMéTRICAS E APLICAçãO DE UMA CéLULA DE REDUçãO DE VANáDIO ASSIMéTRICA PARA REEQUILIBRAR O ESTADO DE CARGA DOS ELETRóLITOS DE UMA BATERIA REDOX DE VANáDIO EM OPERAçãO". A presente invenção refere-se a uma solução de eletrólito de vanádio ácido contendo V^ +3^ e V^ +4^ em uma relação de concentração desejada a partir de pentóxido de vanádio sólido alimentado ao interior da solução de oletrólito, é produzida para reduzir eletroquimicamente pelo menos parte do vanádio dissolvido na solução de eletrólito ácido para circular a solução de eletrólito através de uma pluralidade de células eletrolíticas em cascata pelo menos parcialmente para um estado V^ +3^; reagir o conteúdo de vanádio assim reduzido em uma saída de solução de eletrólito da última das células eletrolíticas com uma quantidade estequiométrica de pentóxido de vanádio obtendo uma solução de eletrólito contendo vanádio substancialmente em uma V^ +4^, adicionando ácido e água para manter uma determinada molaridade da solução; e continuamente reciclar a solução de eletrólito através da cascata de células eletrolíticas enquanto purgando uma corrente de solução de eletrólito produzida contendo V^ +3^ e V^ +4^ nas concentrações desejadas na saída de uma das células da cascata. Cada célula é altamente assimétrica, tendo um catodo e um anodo com respectivas morfologias superficiais , geometria e disposição mútua tais a estabelecer sobre a superfície de anodo uma densidade de corrente de 5 a 20 vezes maior que a densidade de corrente sobre a superfície de catodo projetada e desprender oxigênio no anodo. Uma célula assimétrica deste tipo pode ser usada no circuito de um dos eletrólitos positivo e negativo de uma bateria operativa para rebalancear os respectivos estados de oxidação de seu conteúdo de vanádio.