热再生氨基液流电池电堆模型建立及性能分析

作者：舒歌群; 杨爽; 王伟光; 霍东兴; 田华^*

来源：天津大学学报 (自然科学与工程技术版), 2022, 55(12): 1219-1229.

• 热再生氨基液流电池
• 电堆
• 传输延时
• 系统设计
• 运行条件

由多电堆组成的液流电池系统通常用于大规模电能存储应用．在这种多电堆系统中，不可避免地存在与管道系统中电解液流动相关的传输延时，这会对系统设计和运行性能产生重要影响．针对热再生氨基液流电池电堆系统，设计开发了一个包含传输延时的动态模型，研究了不同系统设计和运行条件对系统性能的影响．仿真结果表明：传输延时会导致电解液浓度在管道中分布不均匀，并导致系统中的电堆电压均匀性较差．探究了电堆在不同流量、不同管道尺寸和不同反应物浓度下的运行情况，电堆输出功率随着流量的增大呈现先增加后减小的变化趋势，而整个系统的压降随着流量的增大而增加，当考虑到整个系统的压降损失时，电堆的总功率与电堆的输出功率呈相同的变化趋势；并且流量的增加会使反应物的浓度分布和电堆电压更加均匀．电堆输出功率随着管道半径的增加而增大，随着管道长度的增加呈现先增加后减小的趋势，考虑压降损失后的总功率也与输出功率呈现相同的变化趋势．电解液反应物浓度(Cu2+、Cu(NH3)42+、NH3)的变化也会影响电堆的输出功率，电堆的输出功率随着NH3初始浓度的增加而增大；而对于Cu2+来说，存在一个最佳浓度值，使得电堆输出功率最大；随着Cu(NH3)42+浓度的增加，电堆功率会逐渐降低．

• 单位
  内燃机燃烧学国家重点实验室; 天津大学