钒液流电池电解液成分分析

充电状态(SoC)监测是钒氧化还原液流电池(VRFB)技术需要解决的重要挑战之一^[1]。在其他方法中，光学光谱学似乎很有前途，然而，现有的方法也有其问题，主要是因为对高钒浓度的适用性有限，在解释VRFB操作期间电解质失衡方面的不确定性，以及对混合酸性电解液的适用性限制^[2,3]。提出了一种基于电解液吸收光谱反卷积的VRFB SOC测定方法。该方法已成功应用于0.5M和1M磷酸添加剂的0.5M和1M钒电解液中，对两个半电池中的钒浓度和SOC的测定，包括在VRFB恒流循环过程中的分析，都显示出良好的准确性。此外，这种方法还允许我们获得复杂的光谱：正溶质中的V₂O₃³⁺和负溶质中以前从未被证实的络合物，它可能与V³⁺络合物相对应。通过改变解卷积的参考光谱，该方法可以针对传统硫酸电解液和含有添加剂的电解液进行调整。反卷积程序的实施允许获得 Posolyte 中 V₂O₃³⁺ 络合物的光谱。使用所提出的方法估计了V₂O₃ ³⁺络合物的形成常数，该常数在0.4–0.47 M⁻¹ 之间变化，并且与之前报道的数据一致。应用电解液光谱双重解卷积（区分 V²⁺ 和 V³⁺ 贡献）可以揭示电解液的可重复残余吸光度，正如作者假设的那样，对应于 V³⁺ 与支持电解质阴离子的复合物。稳定剂添加剂——磷酸的引入减少了这种过量的吸收。人们可以假设该化合物是 V³⁺ 与电解质杂质的络合物，需要对这种现象进行进一步研究以揭示上述钒种的组成。所提出的光谱处理方法可以成功应用于实验室 VRFB 研究中的钒电解液未知成分分析。为了使用这种方法对更浓的电解质进行分析，所获得的分光光度数据应补充其他分析的结果。该方法不仅可成功用于实验室规模的钒电解质研究，还可用于循环条件下 VRFB 的操作分析。据作者所知，之前还没有提出过能够提供有关钒电解质（浓度分布、SoC 和 AOS）的详尽信息的操作方法。

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