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Electrochemical Properties and Performance of Supersaturated Vanadium (IV) and V(V) Electrolytes

电化学 电解质 无机化学 过电位 化学 过饱和度 分子 电极 物理化学 有机化学
作者
Yuanchao Li,Joshua Abbey,Trung Van Nguyen
出处
期刊:Journal of The Electrochemical Society [Institute of Physics]
卷期号:170 (11): 110506-110506 被引量:1
标识
DOI:10.1149/1945-7111/ad05e5
摘要

Earlier research has shown that supersaturated vanadium sulfate electrolytes can remain stable for an extended time ranging from hours to days making them suitable for electrochemical energy storage applications. This study investigates the electrochemical characteristics of supersaturated vanadium IV and V sulfate solutions and the solvation structures of molecules in these solutions. The electrochemical characterizations, e.g., OCV, constant current/voltage/overpotential oxidation, and reduction, reveal that supersaturated V(IV) and V(V) solutions contain electrochemically active ions, inactive-but-convertible molecules, and inactive-and-unconvertible molecules. The chemical conversion rate from inactive-but-convertible molecules to active ions is high enough to maintain a constant active ions concentration during the electrochemical reactions. Possible structures and the relationship of these structures to their electrochemical activity at supersaturated levels were discussed. The inactive-but-convertible molecules are suggested to be the agglomerates of the individual dissociated vanadium ion pairs, while the inactive-and-unconvertible molecules consist of undissociated vanadium salt molecules with the sulfate anions bonded directly to the vanadium cations. This work also found that preparation methods (with or without preheating the electrolyte during synthesis) and the oversaturation level can affect the composition of the molecules in the electrolyte.
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