Vraag 25Fotonenboer

Een Nederlandse melkveehouder voorziet sinds 2010 met zonnecellen in de eigen energiebehoefte. Voor de opslag van overdag teveel geproduceerde energie is op de boerderij een zogeheten Vanadium Redox Flow Battery (VRFB) geplaatst. In deze VRFB worden oplossingen met verschillende vanadiumionen vanuit twee opslagtanks door een aantal geschakelde elektrochemische cellen gepompt. Dit proces is in de figuur hieronder vereenvoudigd weergegeven met één elektrochemische cel. In deze opgave wordt de term vanadiumionen gebruikt voor + 2+ 3+ 2+ (combinaties van) de deeltjes VO , VO , V en V . 2 In beide oplossingen is verder alleen opgelost zwavelzuur aanwezig. figuur VO 2+ V 3+ VO 2 + V 2+ H + SO 4 2- membraan H + SO 4 2- Wanneer de VRFB voor het eerst in gebruik wordt genomen, is van de 2+ genoemde vanadiumionen in de linker opslagtank alleen VO aanwezig 3+ en in de rechter opslagtank alleen V . In deze situatie levert de VRFB geen stroom. Doordat in de VRFB selectieve membranen worden toegepast, worden tijdens het opladen en de stroomlevering vrijwel + uitsluitend H ionen doorgelaten.

De VRFB van de fotonenboer is een CellCube type FB 10-100. Het typenummer geeft informatie over de twee belangrijkste kenmerken van de VRFB: − Het vermogen (de hoeveelheid energie die per seconde kan worden –1 geleverd) bedraagt 10 kJ s . − De opslagcapaciteit (de maximale hoeveelheid elektrische energie die kan worden geleverd) bedraagt 100 kWh. Het totale rendement van de omzetting van chemische energie in elektrische energie van deze VRFB bedraagt 67%. Bij stroomlevering 5 geeft 1 mol elektronen 1,35·10 J energie af aan het lichtnet. 3

Uit onderzoek is gebleken dat onder bepaalde omstandigheden een neerslag van de vaste stof V O .3H O ontstaat in de linker opslagtank. 2 5 2 + Deze stof wordt gevormd uit VO ionen en één andere stof. Bij deze 2 reactie ontstaat één ander soort deeltje. +

Geef de reactievergelijking van de vorming van V O .3H O uit VO . 2 5 2 2