En grupp forskare från Skolkovo Institute of Science and Technology (Skoltech), Lomonosov Moscow State University (MSU) och Moscow Institute of Physics and Technology (MIPT), ledd av Skoltech Professor Aldo Bischi, har utvecklat en matematisk modell av den elektrokemiska cellen i vanadinflödesbatteriet. Modellen beskriver batteriets dynamiska beteende, inklusive flödet av vanadinjoner genom cellmembranet. Resultaten av studien publicerades i tidskriften Tillämpad energi .
Vanadinflödesbatteriet ses som en av de mest avancerade energilagringsenheterna med tanke på dess integration med förnybara energikällor. Batteriets funktionsprincip består i att omvandla elektrisk energi till energin från kemiska reaktioner mellan vanadinsalter. Flödesbatteriet skiljer sig från klassiska batterier genom att det använder både den elektrokemiska cellen och den flytande elektrolyten som lagras i separata tankar och strömmar genom cellen när batteriet är i drift. Således, batteriets kapacitet och effekt kan skalas oberoende, vilket ger konstruktörerna mer flexibilitet när det gäller att skapa riktiga kraftinstallationer och gör det möjligt för dem att designa nya lagringsenheter med hög effekt och hög kapacitet. En annan fördel med vanadium flow-batterier är att de har en mycket längre livslängd jämfört med sina konventionella motsvarigheter. För närvarande, vanadium flow-batterier används i kombination med solpaneler och vindkraftsgeneratorer. Den nya modellen kommer att hjälpa till att upptäcka och övervaka fel och utöka användningsområdet för batteriet.
Den nya matematiska modellen beskriver effektivt korsningen - ett stort problem i vanadinflödesbatteriets funktion, leder till kapacitetsminskning.
Tillvägagångssättet som föreslås av professor Aldo Bischi och hans team hjälper till att uppnå hög noggrannhet vid modellering av batteriets laddnings- och urladdningsegenskaper (spänning, kapacitet, och avgiftsnivå) och kapacitetsminskningen på grund av korsning med rimlig beräkningsansträngning.
"Vår modell kan användas för att utveckla tillståndsövervakningstekniker för vanadinflödesbatterier som ett sätt att förhindra försämring av deras prestanda på grund av lång drift, " förklarar studiens första författare och Skoltech Ph.D.-student Mikhail Pugach.
