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VANADIUM EQUIMOLAR ELECTROLYTE SOLUTIONS (VANALYTE)

The vanadium redox flow batteries (VRFB) are rechargeable power sources that utilise aqueous electrolytes containing vanadium cations under four different oxidation states to store electrochemical energy. The great advantage of vanadium redox flow batteries compared to other power sources is the fact that electric power is related to the stack configuration while the energy is stored separately inside two electrolyte storage tanks.

SOLUTIONS D'ÉLECTROLYTE DE VANADIUM ÉQUIMOLAIRE (VANALYTE)

Les batteries à flux redox au vanadium (VRFB) sont des accumulateurs rechargeables qui utilisent des électrolytes aqueux contenant des cations de vanadium dans quatre états d’oxydation différents pour stocker l’énergie électrochimique. Le grand avantage des batteries à flux redox au vanadium par rapport à d'autres sources d'alimentation réside dans le fait que la puissance électrique est liée à la configuration de la cellule, tandis que l'énergie est stockée séparément à l'intérieur des deux réservoirs de stockage d'électrolyte.
ELECTROCHEM TECHNOLOGIES & MATERIALS INC. ELECTROCHEM TECHNOLOGIES & MATERIALS INC.

Since October 2018 ELECTROCHEM TECHNOLOGIES & MATERIALS INC. produces at its facilities located in Boucherville, Québec, Canada, all vanadium equimolar battery electrolyte solutions (Vanalyte) which is used in vanadium redox flow batteries (VRFB).

The modular vanadium electrolyte production unit that has been proven at the commercial scale has a nameplate production capacity of equimolar all vanadium redox flow battery electrolyte solution ranges from 18.9 L per day (5 gallons/day) up to 100L per day (26.4 gallons/day). This capacity would be increased up to 1000L/day using a larger setup that will be mounted onto a skid which is under current assessment.

Electrochem's proprietary technology consists to perform the electrochemical reduction of vanadium pentoxide using a slurry electrolysis. Such one step electrochemical process is highly efficient and does not generate any by-products nor release deleterious impurities as no organic nor inorganic chemical reducing agents are used during the production. The result is a robust and low-cost production processing route yielding pure vanadium electrolyte solutions suitable for vanadium redox flow batteries (VRB).

Depuis 2018 ELECTROCHEM TECHNOLOGIES & MATERIUX INC. produit à ses installations situées à Boucherville, Québec, Canada une solution d'electrolyte équimolaire de vanadium (Vanalyte) destinées aux accumulateurs de type flux redox.

L’unité modulaire de production d’électrolyte de vanadium qui a fait ses preuves à l’échelle commerciale posséde une capacité de production nominale de 18.9 L par jour (5 gallons/jour) jusqu'à 100L par jour (26.4 gallons/jour). Cette capacité devrait etre augmentée jusqu'a atteindre 1000 L/jour en utilisant une installation plus grande présentement en évaluation.

La technologie exclusive d'Electrochem consiste à effectuer la réduction électrochimique du pentoxyde de vanadium. Ce procédé électrochimique en une seule étape est hautement efficace et ne génère aucun sous-produit ni ne libère d'impuretés néfastes, car aucun agent réducteur chimique organique ou inorganique n'est utilisé pendant la production commerciale. Cette approche permet une production rapide et peu coûteuse donnant des solutions d'électrolytes au vanadium pures adaptées aux batteries à flux redox au vanadium (VRB).

ELECTROCHEMICAL MODULAR UNIT FOR THE PRODUCTION OF VANADIUM ELECTROLYTE SOLUTIONS

This robust and cost affordable modular electrochemical unit is built around our FLOWPRO III electrolyzers. This semi-pilot unit unit offers a total electrode surface area ranging from two square feet (0.186 m2) up to ten square feet (0.929 m2). It was used for pre-piloting trials and then for the small scale commercial production of all vanadium redox flow battery electrolyte (VANALYTE). 
Models: ELECTRO-UNIT VRFBEX
  • Design: rectangular plates and frames combined with auxiliary tubular balancing unit.
  • Cell construction material: polyvinylchloride (PVC), chlorinated-polyvinyl chloride (CPVC), polypropylene (PP).
  • Piping material and size: CPVC and PVC [NPS Schedule #80].
  • Configuration: divided by ion exchange membranes in two or multiple compartments.
  • Electrodes: plates, three-dimensional (mesh and expanded metals).
  • Gasketing: EPDM or fluoroelastomers PVHF (VITON®).
  • Electrolyte circulation: anolyte and catholyte storage tanks, turbulent promoters.
  • Internal flow circulation: flow-by, flow-through, manifolds, distributors, serpentine.
  • Electrodes assembly: monopolar or bipolar stacks.
  • Back plates: aluminum 6061 T6, stainless steel AISI 316 tie rods and Belleville compression springs.
  • Cooling: coiled immersed chillers and plate heat exchanger.
  • Pumping: air-operated diaphragm pumps, centrifugal pumps, ball valves.
  • Mixing: inert gas sparging, impeller, in-line static mixer.
  • Electrolyte holding tanks: 2 x 5 US gallons up to 2 x 30 US gallons.
  • Instrumentation: pH, ORP, temperature, and toroidal conductivity probes, pressure gauges, rotameters.
  • Electrical connection: copper C101 busbars
  • Wiring: copper cables AWG. No. "1/0" to No. "3/0" (106 to 212 kcmil).
  • Use: indoor unit mounted on heavy steel duty cart or skid (2000 lb.) with spill containment trays.

UNITÉ ÉLECTROCHIMIQUE POUR LA PRODUCTION  DE SOLUTIONS D'ÉLECTROLYTE DE VANADIUM

Cette unité électrochimique simple et robuste est construite à partir de nos électrolyseurs FLOWPRO III. Elle offre une surface totale d'électrode allant de deux pieds carrés (0.186 m2) jusqu'à dix pieds carrés (0.929 m2). Cette unité semi-pilote est utilisée pour la production commerciale de solutions d'électrolyte de vanadium equimolaires (VANALYTE).
Modèle: ELECTRO-UNIT VRFBEX
  • Conceptionn: rectangulaire avec plaques et cadres, avec une unité tubulaire auxiliaire d'équilibrage.
  • Matériaux de construction: chlorure de polyvinyle (CPV), chlorure de polyvinyle chloré (CPV-C), polypropylène (PP)
  • Tuyauterie: chlorure de polyvinyle (CPV), chlorure de polyvinyle chloré (CPV-C) [NPS Cédule #80].
  • Configuration: sèparation par membrane en deux ou plusieurs compartiments
  • Électrodes: plaques, grillage, métal deployé.
  • Joints d'etancheité: EPDM, élastomeres fluorés (VITON®).
  • Circulation de l'électrolyte: entrée et sortie de l'anolyte et du catholyte, promoteurs de turbulence.
  • Circulation interne: flux parallel, flux transversal, de type serpentin.
  • Empillement: monopolaires ou bipolaires.
  • Plaques de maintien: aluminium 6061, tiges de maintient en acier inoxydable 316 avec ressorts Belleville.
  • Refroidissement: échangeur de chaleur a plaques et serpentin immergés.
  • Circulation et pompage: pompe à diaphragme, pompe centrifuge, vannes à boisseau.
  • Agitation: bullage de gaz, agitateur, mélangeur statique.
  • Réservoir d'électrolyte: de 2 x 5 gallons (2 x 18.9 L) à 2 x 30 gallons (2 x 116L).
  • Instrumentation: sondes de pH, d'ORP, de température, de conductivité, jauges de pression et rotamètres.
  • Connexion électrique: barre équipotentielle en cuivre C101
  • Cablage: cables AWG. No. "1/0" à No. "3/0" (106 à 212 kcmil)
  • Utilisation: unité pour usage intérieur sur charriot ou plateforme (2000 lb.) avec plateau contre les déversements.
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RANGES OF CHEMICAL COMPOSITION & PROPERTIES OF EQUIMOLAR VANADIUM ELECTROLYTE SOLUTIONS (1.6M, 1.7M, 1.8M)

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DOMAINES DE COMPOSITION CHIMIQUE ET PROPRIÉTÉS DES SOLUTIONS ÉQUIMOLAIRES D'ÉLECTROLYTE DE VANADIUM (1.6M, 1.7M, 1.8M)

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BENEFITS & ADVANTAGES

Simplicity and Robustness. - By contrast to the conventional chemical process requiring several consecutive steps and the utilization of expensive organic and inorganic reducing agents which often results in the contamination of the electrolyte by deleterious impurities, Electrochem's slurry electrolysis process is simple, robust and efficient.

Low Production Costs. - As only technical grade vanadium pentoxide, concentrated sulfuric acid, deionized water and electricity are required for the electrochemical reduction process, our production costs are significantly lower compared to other manufacturers because in Quebec we have access to affordable hydroelectricity and we purchase technical grade V2O5.

Competitiveness. - Moreover, the in-house fabrication and utilization of our own electrode materials with customized properties allow to operate under high current density with a minimum cell voltage and high
Faradaic current efficiency hence reducing the specific energy consumption and increasing hourly productivity rate.

Modular design. - Our vanadium electrolyte production system is modular and it can be installed onto a skid and containerized to be shipped at client location to be operated on-site during refueling of his VRFB systesms.

The most important features of  ELECTROCHEM TECHNOLOGIES & MATERIALS INC. all-vanadium equimolar electrolyte solutions for energy storage are:
  •     Customized energy density
  •     Versatile
  •     Long shelf life
  •     Balanced (Equilibrated)
  •     Stabilized
  •     Low current or cell voltage fluctuation
  •     No organic content or deleterious impurities
  •     Cost effective

See Safety Data Sheet below for Health Effects and Precautions for Use

ATOUTS & ADVANTAGES

Simplicité et Robustesse. - Contrairement au procédé chimique conventionnel nécessitant plusieurs étapes consécutives et à l'utilisation d'agents réducteurs organiques et inorganiques coûteux qui aboutissent souvent à la contamination de l'électrolyte par des impuretés nuisibles, le procédé d'électrolyse en suspension d'Electrochem est simple, robuste et efficace.

Faible coût de production. - Comme seuls du pentoxyde de vanadium de pureté technique, de l'acide sulfurique concentré, de l'eau désionisée et de l'électricité sont nécessaires au processus de réduction électrochimique, nos coûts de production sont inférieurs à nos competiteurs, grâce à
une hydroélectricité très abordable au Québec et à l'achat de V2O5 de grade technique.

Competitivité. - De plus, la fabrication et l'utilisation de nos propres matériaux d'électrodes avec des propriétés ciblées permettent de fonctionner sous une densité de courant élevée avec une tension de cellule minimale et un rendement de courant élevé, réduisant ainsi la consommation d'énergie spécifique et augmentant la productivité horaire
.

Conception modulaire. - Notre système de production d'électrolyte au vanadium est modulaire et peut être installé sur une bâti mobile et conteneurisé pour être expédié sur le site du client afin d'être utilisé lors du ravitaillement en electrolyte de ses systèmes VRFB.

Les caractéristiques les plus importantes des solutions électrolytiques équimolaires de vanadium pour le stockage d'énergie produites par ELECTROCHEM TECHNOLOGIES & MATERIALS INC. sont les suivantes:
    Densité d'énergie
    Versatile
    Longue durée de vie
    Solutions équilibrées et stabilisées
    Faible fluctuation de courant ou de tension de cellule
    Pas de matière organique ou d'impuretés néfastes
    Moindre coût

Consultez la fiche de données de sécurité pour connaître les effets sur la santé et les précautions d'emploi.

VANALYTE TECHNICAL SPECIFICATIONS

Available upon commercial inquiry and quotation request

CARACTERISTIQUES TECHNIQUES DU VANALYTE

Disponible sur demande de devis commercial

PACKAGING & STORAGE

Shelf life of 5 years inside the original container when stored at room temperature.

Vanadium electrolyte solutions are sold in PP, LDPE or HDPE: 4-L jugs, 2.5-gallon jerricans (3H1/Y1.6/150), and 5-gallon jerricans (UN 3H1/Y1.8/150).

Available soon in HDPE containers: 15-gallon drums (UN 1H1/Y1.8/100); 30-gallon (UN 1H2/Y180/S); 55-galllon (UN 1H1/Y1.9/100) and also FIBC.

Customized containers and other packing sizes upon request.

EMBALLAGE & ENTREPOSAGE

Durée d'entreposage de 5 ans dans le contenant d'origine lorsque stocké à la température ambiante.

Les solutions aqueuses sont contenues dans des contenant plastiques en PP, LDPE ou HDPE: bouteilles de 4-L, jerricans de 10 L (3H1/Y1.6/150); et jerricans de 20 L (UN 3H1/Y1.8/150).

Bientot disponible en barrils HDPE de: 57 L (UN 1H1/Y1.8/100); 113 L (UN 1H2/Y180/S); 208 L (UN 1H1/Y1.9/100) et FIBC.

Contenants et autres quantités sur demande.

SAFETY DATA SHEET (SDS)

Available upon commercial inquiry

FICHE DE DONNÉES DE SÉCURITÉ (FDS)

Disponible sur demande commerciale

LEGAL DISCLAIMER

The information set forth is based on information that Electrochem Technologies & Materials Inc. believes to be accurate. No warranty, expressed or implied, is intended. The information is provided solely for your information and consideration and Electrochem Technologies & Materials Inc. assumes no legal responsibility for use or reliance thereon. The safety data sheet should be used in conjunction with technical sheets. It does not replace them. The information given is based on our knowledge of this product, at the time of publication. It is given in good faith. The attention of the user is drawn to the possible risks incurred by using the product for any other purpose other than that for which it was intended. This does not in any way excuse the user from knowing and applying all the regulations governing his activity. It is the sole responsibility of the user to take all precautions required in handling the product. The aim of the mandatory regulations mentioned is to help the user to fulfill his obligations regarding the use of hazardous products

AVIS DE NON-RESPONSABILITÉ

Les renseignements ci-dessus sont fondés sur des renseignements qu' Electrochem Technologies & Matériaux Inc. considère comme étant précis. Aucune garantie, expresse ou tacite, n’est fournie. Les renseignements sont fournis seulement pour votre information et votre considération et Electrochem Technologies & Matériaux Inc. n’assume aucune responsabilité légale quant à l'utilisation ou la fiabilité. Cette fiche de données de sécurité doit être utilisée conjointement avec des fiches techniques. Cela ne les remplace pas. L'information donnée est basée sur notre connaissance de ce produit, au moment de la publication. Il est donné de bonne foi. L'attention de l'utilisateur est attirée sur les risques éventuels encourus lors de l'utilisation du produit à d'autres fins que celles pour lesquelles il a été conçu. Ceci n'excuse en aucun cas l'utilisateur de connaître et d'appliquer tous les règlements régissant son activité. Il est de la seule responsabilité de l'utilisateur de prendre toutes les précautions nécessaires lors de la manipulation du produit. Le but des règlements obligatoires mentionnés est d'aider l'utilisateur à remplir ses obligations concernant l'utilisation de produits dangereux

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Keywords: industrial electrochemistry, electrochemical engineering, electrochemical processes, electrothermal processes, transfered and submerged electric arc furnaces, aluminothermic and carbothermic reduction, ferroalloys, electrofused ceramics, materials engineering, materials science, materials data, properties of materials properties, aqueous electrolytes, molten salts, fused salts, electrolysis, electrode kinetics, corrosion science, electrodeposition, electrowinning, electrorefining, electrocatalysis, electrooxidation, electrocoagulation, electrofloculation, electrodes, cathodes, inert anodes, dimensionally stable electrodes, chlorine evolution, oxygen evolution, mixed metal oxides (MMO), activated titanium anodes, oxide coated titanium anodes, lead anodes, refractory metals, molten slags, liquid metals, lithium, cesium tungstate, titanium, zirconium, hafnium, vanadium, vanadium pentoxide, vanadyl sulfate, ammonium polyvanadate, sodium metavanadate, vanadium redox battery electrolyte, vanadium electrolyte production, VanadiumCorp-Electrochem Processing Technology (VEPT), niobium, tantalum, chromium, molybdenum, tungsten, rhenium, rare earth elements, thorium, uranium, extractive metallurgy, pyrometallurgy, hydrometallurgy, electrometallurgy, natural radioactivity, recycling, mining residues, metallurgical wastes, industrial wastes.