Forskere skaber en vanadium flow batteri model

En gruppe videnskabsmænd fra Skolkovo Institute of Science and Technology (Skoltech), Lomonosov Moscow State University (MSU) og Moskva Institut for Fysik og Teknologi (MIPT), ledet af Skoltech Professor Aldo Bischi, har udviklet en matematisk model af den elektrokemiske celle i vanadiumflowbatteriet. Modellen beskriver batteriets dynamiske adfærd, herunder strømmen af ​​vanadiumioner gennem cellemembranen. Resultaterne af undersøgelsen blev offentliggjort i tidsskriftet Anvendt energi .

Vanadium flow-batteriet ses som en af ​​de mest avancerede energilagringsenheder set ud fra dets integration med vedvarende energikilder. Batteriets driftsprincip består i at omdanne elektrisk energi til energien fra kemiske reaktioner mellem vanadiumsalte. Strømningsbatteriet adskiller sig fra klassiske batterier ved, at det bruger både den elektrokemiske celle og den flydende elektrolyt, der er lagret i separate tanke og strømmer gennem cellen, når batteriet er i drift. Dermed, batteriets kapacitet og effekt kan skaleres uafhængigt, hvilket giver designerne mere fleksibilitet til at skabe rigtige strøminstallationer og sætter dem i stand til at designe nye højeffekt- og højkapacitetslagringsenheder. En anden fordel ved vanadium flow-batterier er, at de har en meget længere levetid sammenlignet med deres konventionelle modparter. I øjeblikket, vanadium flow batterier bruges i kombination med solpaneler og vindkraftgeneratorer. Den nye model vil hjælpe med at opdage og overvåge fejl og udvide anvendelsesområdet for batteriet.

Den nye matematiske model beskriver effektivt cross-over - et stort problem i vanadiumflowbatteriets drift, fører til kapacitetsreduktion.

Den tilgang, der er foreslået af professor Aldo Bischi og hans team, hjælper med at opnå høj nøjagtighed ved modellering af batteriets opladnings- og afladningskarakteristika (spænding, kapacitet, og afgiftsniveau) og kapacitetsreduktionen på grund af cross-over ved brug af en rimelig beregningsindsats.

"Vores model kan bruges til at udvikle tilstandsovervågningsteknikker for vanadiumflow-batterier som en måde at forhindre forringelse af deres ydeevne på grund af lang drift, " forklarer undersøgelsens første forfatter og Skoltech Ph.D.-studerende Mikhail Pugach.