Các yếu tố chính ảnh hưởng đến dòng chảy nội bộ của pin -

3. Tỷ lệ trước của điện cực

Tỷ lệ nén của các điện cực xốp là một yếu tố lắp ráp hiệu quả để cải thiệnDòng pinhiệu suất. Một mặt, việc giảm độ dày điện cực làm giảm điện trở tổng thể của pin. Mặt khác, điện cực xốp nén cũng làm giảm sự mất nồng độ theo hướng dày, cải thiện hơn nữa hiệu suất củaDòng pin.

Wang đã đề xuất một mô hình chính xác để nghiên cứu ảnh hưởng của các điện cực xốp không đồng đều đối với hiệu suất của tất cả-pin dòng oxi hóa khử vanadiở các tỷ lệ nén khác nhau. Điện cực xốp thường được nén ở một mức độ nhất định để giảm điện trở tiếp xúc giữaTấm lưỡng cựcvà cảm giác carbon. Tuy nhiên, trường dòng chảy được khắc trongTấm lưỡng cựcgây ra sự phân bố tải áp suất không đồng đều trong điện cực xốp dưới khu vực RIB phụ, khu vực kênh và khu vực xâm nhập bên trong kênh và biến dạng không đồng đều khiến điện cực xâm nhập vào kênh, do đó ảnh hưởng đáng kể đến tính chất vật lý của điện cực bao gồm độ xốp, độ thấm, độ dày và độ sâu của sự xâm nhập. Như được hiển thị trong Hình 2, một thiết bị thử nghiệm được thiết kế để phát hiện các đặc tính hình thái của cảm giác nén theo các tỷ lệ nén khác nhau, chẳng hạn như tốc độ xâm nhập và độ xốp cục bộ. Nghiên cứu cho thấy sự hiện diện của khu vực xâm lược dẫn đến sự suy giảm của quá trình chuyển khối lượng của chất điện phân trong điện cực, dẫn đến quá mức cao.

Hình 2 So sánh kết quả thực nghiệm và mô phỏng

Yue kết hợp mô hình phân cực với mô hình ba chiều được phát triển trước đó để có được sự hiểu biết cơ học về mối quan hệ giữa tỷ lệ nén điện cực và phân cực pin. Ảnh hưởng của các tỷ lệ nén khác nhau đến tốc độ dòng chảy, giảm áp suất, mật độ dòng điện cục bộ, phân bố quá mức và vận tốc đã được nghiên cứu và tất cả-pin VanadiHiệu suất được dự đoán bởi mô hình số được khớp với dữ liệu thử nghiệm. Nó đã được tìm thấy rằng tốc độ và tốc độ dòng chảy trong kênh dòng chảy tăng lên khi tăng tỷ lệ nén do sự giảm diện tích mặt cắt ngang của kênh dòng chảy.

Hơn nữa, tỷ lệ nén tăng giới hạn sự thâm nhập điện phân do giảm độ thấm, độ xốp và thể tích điện cực. Điện cực xốp với tỷ lệ nén được tối ưu hóa là 28% cho thấy tính thấm điện phân tối đa. Tính đến khu vực xâm nhập, nén điện cực thích hợp có thể cải thiện đáng kể việc vận chuyển các chất phản ứng và khu vực phản ứng. Tất cả-pin VanadiVới tỷ lệ nén cảm giác tối ưu là 55,7% cho thấy độ đồng nhất của chất điện giải tối ưu, mật độ dòng điện thấp và quá mức.

Hình 3 Sơ đồ thiết bị nén điện cực

Latha đã báo cáo một nghiên cứu về thủy động lực học của các trường dòng chảy serpentine trong tất cả-Pin dòng chảy vanadi. Hai kích thước khác nhau của các trường dòng chảy serpentine, 25 mm × 25 mm và 80 mm × 51 mm, đã được chọn và tác dụng của chúng đối với các thông số như giảm áp suất và tính thấm điện phân đã được nghiên cứu. Cảm giác carbon nén làm giảm diện tích mặt cắt ngang của kênh, làm tăng tốc độ dòng chảy và làm giảm đường kính thủy lực, làm tăng áp suất giảm.

Do đó, các tác giả ước tính tính thấm ở các tỷ lệ nén khác nhau, dao động từ 5 Ném8 × 10−11 mét vuông. Hơn nữa, giảm áp lực cho cả hai hình học kênh được đo trên một loạt các số Reynold. Nó đã được tìm thấy rằng trong trường hợp này, giảm áp suất đo được phù hợp với mức giảm áp suất dự đoán, trong khi trường hợp khác cho thấy sự khác biệt lớn.