全钒液流电池传质及电流分布
发布时间:2018-05-02 16:35
本文选题:全钒液流电池 + 钒离子 ; 参考:《工程热物理学报》2017年03期
【摘要】:为了解决大规模蓄能全钒液流电池中传质不均衡而导致电池寿命缩短的问题,本文建立了一个三维数值模型研究全钒液流电池中的传质规律。模型耦合了Nernst-Planck方程、Butler-Volmer方程、Nernst方程、质子交换膜中的传质方程等。模型模拟了全钒液流电池中不同价态钒离子的分布规律,以及电解质电流密度和电解质电势分布规律。研究发现:在放电过程中,沿电解液流动方向,反应物的离子浓度逐渐减少,生成物的离子浓度逐渐增加;电解质电流密度在膜表面达到最大,向两侧的集流体方向逐渐降低;沿电解液流动方向和阴极指向阳极方向,电解质电势逐渐降低。结果表明:集流体附近电化学反应更剧烈,质子在Nation膜中的传递主要是依靠电渗作用和浓差作用.
[Abstract]:In order to solve the problem that the mass transfer in large scale storage vanadium flow battery is unbalanced and the battery life is shortened, a three-dimensional numerical model is established to study the mass transfer law in the whole vanadium liquid flow battery. The model is coupled with the Nernst-Planck equation, the Butler-Volmer equation and the mass transfer equation in the proton exchange membrane. The distribution law of vanadium ions in different valence states and the distribution of electrolyte current density and electrolyte potential in a total vanadium liquid flow battery were simulated. It is found that in the discharge process, the ion concentration of reactant decreases gradually, the ion concentration of the product increases gradually, the current density of electrolyte reaches the maximum on the surface of the film, and decreases gradually in the direction of collecting fluid on both sides of the electrolyte. Along the electrolyte flow direction and the cathode direction toward the anode, the electrolyte potential decreases gradually. The results show that the electrochemical reaction near the fluid collection is more intense, and the proton transport in the Nation membrane mainly depends on the electroosmotic effect and the concentration difference.
【作者单位】: 沈阳建筑大学交通工程学院;沈阳建筑大学机械工程学院;
【基金】:国家自然科学基金(No.51476107) 辽宁省科技厅项目(No.LZ2015062;No.2015020627)
【分类号】:TM912
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 杜敦勇;周琦;赵平;文越华;杨裕生;;单液液流电池研究进展[J];电池工业;2011年01期
2 ;一种能克服液流电池局限性的水溶液液流电池[J];硅酸盐通报;2014年01期
3 刘素琴,黄可龙,刘又年,李林德,陈立泉;储能钒液流电池研发热点及前景[J];电池;2005年05期
4 苏静;陆海彦;韩金磊;孙见蕊;刘雪峰;林海波;;锌溴液流电池通道的计算流体力学模拟[J];化工学报;2008年S1期
5 张胜涛;李文坡;封雪松;韩晓燕;;液流电池的研究进展[J];电源技术;2008年09期
6 刘素琴;王成;黄可龙;王选芸;;联吡啶铁(Ⅱ)在氧化还原液流电池中的应用研究[J];电源技术;2010年02期
7 文越华;程杰;徐艳;曹高萍;杨裕生;;可规模储能的沉积型单液流电池研究进展[J];化学通报;2011年07期
8 陈永,
本文编号:1834668
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/1834668.html