Facteurs clés affectant le flux interne des batteries d'écoulement - ⅱ

2.Studie sur la viscosité de l'électrolyte

L'électrolyte est le matériau clé dubatterie de flux. Pendant le processus d'écoulement à l'intérieur de la batterie, la viscosité de l'électrolyte est étroitement liée au processus de transfert de masse, à la chute de pression, etc.

Xu a résumé le modèle changeant de électrolyte Viscosité pendant la charge et la décharge. Un transport de masse bidimensionnel et un modèle électrochimique de VRFB ont également été établis, ce qui a pris en compte l'influence de la viscosité des électrolytes liés au SOC. Ce modèle est utilisé pour étudier les facteurs clés tels que la distribution de la concentration en ions vanadium, de la densité de courant sur-potentiel et local dans un seul toutbatterie de flux redox de vanadium. Les résultats montrent que par rapport aux résultats du modèle de viscosité des électrolytes constants, les résultats de ce modèle montrent une chute de pression plus élevée (en particulier dans la demi-cellule positive), une distribution de surploitation excessive et une densité de courant de localisation plus abrupte dans la viscosité de l'électrode de la modélisation montre que les estimations plus précises de la viscosité de l'électrolyte lié à SoC permettent des simulations plus réalistes et des effets plus réalistes des pertes de pompage du système plus réalistes.

Wang a étudié la concentration d'électrolyte de batteries d'écoulement de chrome de fer. En étudiant systématiquement les propriétés physiques et chimiques, les propriétés électrochimiques, les caractéristiques d'écoulement et le comportement de charge et de décharge de FECL₂, CRCL₃ et HCL à différentes concentrations, la concentration optimale d'électrolyte pour les batteries d'écoulement de chrome fer. Les résultats de la recherche montrent que la viscosité de l'électrolyte augmente avec l'augmentation de la concentration FECL₂, CRCL₃ et HCL. À 1M FECL₂, 1M CRCL₃ et 3M HCl (concentration optimale d'électrolyte), l'efficacité de la batterie atteint 81,5% à une densité de courant de 120 mA · cm-².

Jiang a étudié l'impact de la viscosité de l'électrolyte de vanadium sur le processus de transfert de masse dans tousbatteries à flux redox de vanadiumet a conçu deux équations de prédiction de viscosité semi-empiriques différentes pour prédire les effets des additifs (acide méthylsulfonique, acide polyacrylique) dans différentes conditions sur la viscosité de l'électrolyte de vanadium. Les résultats de la recherche montrent que l'augmentation de la viscosité de l'électrolyte affecte directement la diminution du coefficient de transfert de masse et entraîne ainsi une diminution des performances de la batterie. Dans le même temps, les deux différentes équations de prédiction semi-empiriques conçues sont en bon accord avec les résultats expérimentaux. Ce travail fournit une certaine aide à la recherche sur les électrolytes des batteries à débit à grande échelle.

Gundlapalli a étudié l'effet de la taille du canal du champ d'écoulement serpentin sur la dynamique de l'écoulement et les caractéristiques électrochimiques de tous-batteries à flux redox de vanadium. Des études de dynamique des fluides ont été réalisées à l'aide d'électrolytes d'eau et de vanadium. Huit variations des dimensions de canal dans le champ d'écoulement serpentin ont été étudiées pour les cellules avec des zones actives de 400 cm² et 900 cm². Un modèle de circulation d'électrolyte a été développé et validé avec les données de circulation d'eau et d'électrolyte pour prédire la chute de pression et la distribution du débit dans la batterie. Selon les résultats de la recherche, les batteries avec des zones actives plus grandes sont plus sensibles à la taille du canal, et la perte de pression, la densité de puissance, la densité énergétique et l'efficacité énergétique sont considérablement améliorées. L'utilisation de champs d'écoulement serpentine avec des canaux plus larges et des côtes plus minces est fortement recommandée car elle aide à réduire la baisse de pression sans compromettre les performances électrochimiques. Au même débit volumétrique, la chute de pression mesurée dans les cellules utilisant l'écoulement d'électrolyte était 2,5 à 3 fois plus élevée que celle mesurée dans les cellules utilisant l'eau. Il convient de noter qu'en raison de la forte viscosité de l'électrolyte, la chute de pression est trop élevée. La chute de haute pression met des exigences plus élevées sur les performances d'étanchéité de la batterie.