Preparation of High Purity Vanadium Metal for Hydrogen Storage Using the Direct Reduction and Simultaneous Molten Salt Electrolysis

直接还原同步熔盐电解制备储氢用高纯钒金属

基本信息

  • 批准号:
    18360367
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 7.92万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2006
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2006 至 2007
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

A New process was developed that the metallic vanadium (V) was prepared by the direct reduction from the molten vanadium oxide melt (V_2O_5). Two steps (A) and (B) were combined: (A) The solid oxides was directly reduced by calcium dissolved in the molten salt, and (B) the by-product CaO was electrochemically decomposed into the metallic calcium. This combination is hereafter called as OS process, which is extended to the molten oxide V_2O_5, in addition to the solid lower oxides.By applying OS process in the molten CaCl_2, the optimization of electrodes arrangement was studied in order to react efficiently with the molten oxide V_2O_5 and Ca existing near the cathode. Mo or V was taken for the cathodic material. The current efficiency decreased when the crucible-type electrode was used. The anodic carbon was set more closely to the cathode, such as in a few mm, and we obtained the excellent quality of vanadium metal containing only 2000 ppm oxygen. The phase transformation during the reduction was studied in addition to the analysis of electrochemical behavior and current efficiency at the various electrode arrangements. The reduction rate corresponded well to the supplied current. A high current efficiency could be achieved at the initial stage of reaction. At the later stage of reduction, however, the deoxidation from the obtained vanadium metal was dominant, and both the current and the current efficiency decreased. The decreasing rate of oxygen content could be expressed in an unique formula against the supplied electric charge over the whole experimental time. This implies that the rate-determining step in OS process is the diffusion of Ca or CaO into the molten CaCl_2 bulk.
开发了一种由熔融氧化钒熔体(V_2O_5)直接还原制备金属钒(V)的新工艺。将(A)和(B)两个步骤结合起来:(A)固体氧化物被溶解在熔盐中的钙直接还原,(B)副产物CaO被电化学分解成金属钙。这种组合在下文中被称为OS工艺,除了固体低级氧化物之外,它还扩展到熔融氧化物V_2O_5。通过在熔融CaCl_2中应用OS工艺,研究了电极布置的优化,以便与阴极附近存在的熔融氧化物V_2O_5和Ca进行有效反应。采用Mo或V作为阴极材料。当使用坩埚型电极时电流效率降低。阳极碳与阴极的距离更近,例如几毫米,我们获得了仅含2000 ppm氧的钒金属的优异品质。除了分析各种电极排列的电化学行为和电流效率之外,还研究了还原过程中的相变。减小率与所提供的电流很好地对应。在反应初期即可实现高电流效率。然而,在还原后期,所得钒金属的脱氧占主导地位,电流和电流效率均下降。在整个实验时间内,氧含量的下降速率可以用独特的公式相对于所提供的电荷来表示。这意味着 OS 过程中的速率决定步骤是 Ca 或 CaO 扩散到熔融 CaCl_2 块体中。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
溶融塩化カルシウム中でのカルシウム還元
熔融氯化钙中的钙还原
Reduction of V_20_5 by the Molten Salt Electrolysis of (CaCl_2+CaO)
(CaCl_2 CaO)熔盐电解还原V_20_5
  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    H. Sakai;Y. Oka and R.O. Suzuki;岡佑一;岡佑一;Y. Oka and R.O.Suzuki
  • 通讯作者:
    Y. Oka and R.O.Suzuki
Preparation of Hydrogen Storage Ti-V-Cr Alloy from the Oxide Mixture in CaCl_2Molten CaCl_2
CaCl_2熔融CaCl_2氧化物混合物制备储氢Ti-V-Cr合金
  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    岡佑一;鈴木亮輔;R. O. Suzuki;R. O. Suzuki;R.O.Suzuki
  • 通讯作者:
    R.O.Suzuki
溶融塩化カルシウム浴を用いた酸化バナジウムの直接還元
使用熔融氯化钙浴直接还原氧化钒
  • DOI:
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    岡佑一;鈴木亮輔
  • 通讯作者:
    鈴木亮輔
Dissolution of CO_2 into the Molten Salt of (CaCl_2+CaO)
CO_2溶解到(CaCl_2 CaO)熔盐中
  • DOI:
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    J. Hashidume;Y. Oka and R.O. Suzuki
  • 通讯作者:
    Y. Oka and R.O. Suzuki
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