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【小金属科普】钒-因为带金而注定不平凡 【SMM专栏】

来源:SMM

【SMM专栏:小金属科普钒-因为带金而注定不平凡 】今天,为大家介绍一位新朋友小金属钒,他的名字叫“凡”,不平凡的钒。

今天,为大家介绍一位新朋友小金属钒,他的名字叫“钒”,不平凡的钒。

一、什么是钒—钒而不凡

钒的英文名叫Vanadium,小名V,皮肤银灰色,在元素周期表中属VB族,原子序数23,原子量50.9414,体心立方晶体。在元素周期表里,钒元素类似并不起眼,在金属钛和金属铬之间。

钒也是一种金属,在小金属系列中。叫小金属,并非长得小,而是其家族人丁稀少而被划分到小金属系列中,虽然钒是少数民族,但也因着带金而注定不平凡。先说几个事实供各位了解一下,螺纹钢中添加钒提高其性能,俗话说“钢是虎钒是翼”,如虎添翼;钒的熔点和铬接近是1902℃,密度6.11g/cm3,可谓是钢铁侠。

二、评钒的性格

钒的熔点很高1890℃,天地之间难熔,属于高熔点稀有金属之列。纯钒格刚烈质地坚硬、也有柔和协作的一面,如有延展性、无磁性。若含有少量的杂质,尤其是氮,氧,氢等,能显著降低其可塑性。钒生存能力极强,具有耐盐酸和硫酸的本领,并且在耐气、耐盐、耐水腐蚀的性能要比大多数不锈钢好。钒挺有骨气,在空气中不被氧化,但可溶于氢氟酸、硝酸和王水。

三、钒与其家族有什么特点?

钒和氧气所生的孩子有四个:一氧化钒,V2O3,二氧化钒,五氧化二钒。

化学式 颜色 密度g/cm3 熔点℃
VO 灰色 5.23-5.76 1830
V2O3 黑色 4.85 1960
VO2 深蓝色 4.26. 1545
V2O5 红黄 3.32 690


钒的踪迹遍布全世界。在地壳中,钒的含量并不少,平均在两万个原子中,就有一个钒原子,比铜、锡、锌、镍的含量都多,但钒的分布太分散了,几乎没有含量较多的矿床。在海水中,在海胆等海洋生物体内,在磁铁矿中,在多种沥青矿物和煤灰中,在落到地球的陨石和太阳的光谱线中,人们都发现了钒的踪影。钒是地球上广泛分布的微量元素,其含量约占地壳构成的0.02%,获取相对容易。

世界上已知的钒储量有98%产于钒钛磁铁矿。除钒钛磁铁矿外、钒资源还部分赋存于磷块岩矿,含铀砂岩,粉砂岩,铝土矿,含碳质的原油、煤、油页岩及沥青砂中。

四、优秀的四少爷——五氧化二钒

五氧化二钒是一种金属氧化物,分子式为V2O5,皮肤为橘黄色或灰黑色,广泛用于冶金、化工等行业。用作合金添加剂,占五氧化二钒总消耗量的近90%,其次是用作有机化工的媒婆—催化剂,即触媒,约占总量的5%,另外用作无机化学品、化学试剂、搪瓷和磁性材料等约占总量的5%。

     五、钒的家谱—产业链与分布

六、钒家族的希望之星—钒电池

钒家族的希望之星是新能源领域的电池,在“碳达峰、碳中和”背景下,以风电光伏为主的清洁能源将逐渐取代以煤炭、石油为主的化石能源,钒电池有了极大的用武之地。

钒电池全称为全钒氧化还原液流电池(Vanadium Redox Battery,VRB),为液流电池的一种,是一种基于金属钒元素的氧化还原的电池系统,其电解液是不同价态的钒离子的硫酸电解液。

2021年7月15日,国家发改委、国家能源局正式印发《关于加快推动新型储能发展的指导意见》,明确到2025年新型储能装机规模达30GW以上,未来五年将实现新型储能从商业化初期向规模化转变,到2030年实现新型储能全面市场化发展。钒电池有望成为储能行业大发展赛道上的新星。钒电池由于其寿命较长,安全性较好,其在储能领域的渗透率将稳步提升,2025年钒电池在储能领域渗透率有望达到15%-20%。未来5年内预计将是全钒液流电池从成熟走向推广的重要窗口期。”

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刘平平
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