俄罗斯设计钒氧化还原流电池

导读:俄罗斯研究人员声称,他们已经开发出一种更便宜、更快的方法来组装用于钒氧化还原流电池的膜电极组件的场流板层,并声称其性能优于传统组件。俄罗斯一研究所的科学家提出了一种生产用于钒氧化还原流电池的膜电极组件(MEA)关键部件的新方法。

来自俄罗斯科学院(RAS)化学物理问题研究所的研究人员声称,他们的组装石墨流场板的方法比现有的方法更快、更便宜,而且将使这项技术更容易研究。

流场板是将电解液泵入电极进行氧化或还原的膜电极组件中的一层,通常在致密石墨板中进行研磨,俄罗斯集团称这一过程非常耗时。

RAS的研究人员已经提出用柔性石墨材料的几层薄层来组装这些板,并在石墨箔片上切割出用于分配电解质的通道,从而使流场结构的修改变得容易。

研究论文的合著者罗曼·皮丘戈夫(Roman Pichugov)说:“它们内部的必要图案被激光切割,然后这些层相互叠加以获得所需的电场。这种新工艺只需要几分钟,比传统的石墨研磨工艺少得多。此外,使用了更便宜的材料,因此,流场的变化和选择余地更大。”

研究人员声称,测试证实了与新型流场板一起使用的钒硫酸电解质“在流场参数相同的情况下,性能优于传统石墨板电池”。

研究人员的大量研究致力于改善钒氧化还原液流电池(VRFB)的性能。在这项工作中,我们提出了一种用于测试VRFB膜电极组件的电池的设计,该电池可以在最短的时间和最少的材料下优化流场,充放电测试条件以及组件(电极,膜)的性质花费。所提出的电池的本质在于,通过在石墨箔(GF)的薄片上切割成形的孔口来形成分配电解质的通道系统。

这种方式允许容易地修改流场配置。蛇形,叉指式和流通式系统的极化曲线是根据此类研究中使用的程序测量的。用钒硫酸电解液测试的带有GF板的电池 具有相同流场参数的传统石墨板优于电池。

研究合著者德米特里·科涅夫(Dmitry Konev)说:“我们提出了一种全新的MEA设计,它将促进研究过程,并大大降低新研究小组进入这一领域的门槛。在未来,这将有助于取得重大进展,并将分布式能源从利基定位到高度商业化,包括在俄罗斯。”

在《欧洲化学》发表的研究论文《电解液流场变化:用于测试和优化钒氧化还原流电池膜电极组装的电池》中描述了这种新型场流板的装置,其峰值功率密度为出734毫瓦/平方厘米,能效为84．3%。

据微锂电小组调查,RAS集团现在将与莫斯科燃料电池公司Inenergy LLC合作开发一种20瓦的钒流电池,该电池包括他们的10个设备。

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