В статье исследователей из Центра разработки функциональных материалов (CDMF) в Бразилии описана успешная стратегия по смягчению потери зарядной емкости в ванадиевых окислительно-восстановительных проточных батареях, которые используются электроэнергетическими предприятиями, а также в других отраслях промышленности и могут накапливать большие объемы энергии. Статья опубликована в журнале Chemical Engineering Journal.
Исследование включало компьютерное моделирование, призванное выяснить, как утечка ионов между анолитом и католитом (так называемая транспортная потеря) приводит к дезактивации батареи и как смягчить эту потерю, чтобы поддерживать постоянную концентрацию ионов с течением времени.
Первоначально исследователи оценили влияние плотности тока, концентрации активных веществ и объемного расхода на потерю мощности. На втором этапе были найдены оптимальные условия для минимизации потери мощности на основе потока между резервуарами с электролитом в направлении, противоположном перекрестному загрязнению (транспорту электроактивных веществ через мембрану).
Результаты показали, что плотность тока и концентрация активных веществ являются основными переменными, влияющими на потерю мощности. По словам исследователей, их подход успешно смягчил перекрестное загрязнение в различных комбинациях двух переменных, обеспечивая оптимальный поток между резервуарами с электролитом в разных условиях эксплуатации.
Эрнесто Перейра, старший автор статьи и профессор UFSCar, отметил, что основным преимуществом проточных окислительно-восстановительных батарей является отсутствие старения электродов, поскольку электроактивные компоненты растворяются в растворах, а не наносятся на электроды.
Ожидается, что коммерческие ванадиевые окислительно-восстановительные проточные батареи будут иметь более длительный срок службы, чем другие типы, хотя исследование проводилось в небольших масштабах. «Потери энергоэффективности из-за старения минимальны, учитывая медленные темпы старения», — сказал он.
Исследователи объяснили, что они исследуют и анализируют проточные батареи с помощью вычислений, используя коммерческие батареи в качестве модели, в рамках более широкой стратегии, которая включает разработку новых органических веществ для этого типа батарей.
Теги: батарея
