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我院王福珍博士在全钒液流电池多孔电极设计及流动重构领域取得重要进展

信息来源:科外办时间:2022-09-20

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近日,我院王福珍老师课题组在全钒液流电池多孔电极设计及流动重构领域取得重要研究进展,研究成果以“Mass transfer enhancement in electrode and battery performance optimization of all-vanadium flow based on channel section reconstruction”为题发表在国际著名期刊《Chemical Engineering Journal》(一区TOP期刊,影响因子16.744)。论文的第一署名单位为威尼斯welcome登录入口,王福珍老师为第一作者。

全钒氧化还原液流电池(VRFB)具备本征安全、长寿命、灵活、资源自主可控、绿色环保等多方面优势,主要适用于大规模、中长时储能场景。但在当前技术水平下,全钒液流电池的能量密度、电池性能和初始投资较锂电池仍有一定差距。本研究基于Nernst−Planck方程和Butler−Volmer理论,构建了多孔电极内伴有电化学的质量输运、动量输运模型,明确了浓度场、速度场与电场耦合作用下的带电粒子与多组分输运机理,创新性地提出了一种基于通道截面重构的多组分输运强化及电池性能优化方法。研究结果表明,多孔电极流道截面形状可以影响电解质流动雷诺数以及影响速度场与浓度场的协同性,进而影响多孔电极内部多组分输运特性和电池性能(降低极化浓差)。该研究定量地指出,半圆形流道的平均浓度比三角形通道高15.5%,浓度均一性提高15.4%。

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