Towards uniform distributions of reactants via the aligned electrode design for vanadium redox flow batteries

过电位 材料科学 限制电流 电极 流动电池 钒 电流密度 静电纺丝 化学工程 磁导率 电化学 纤维 复合材料 纳米技术 电解质 膜 化学 聚合物 冶金 物理化学 工程类 物理 量子力学 生物化学
作者
Jing Sun,Haoran Jiang,B.W. Zhang,Christopher Y.H. Chao,Tianshou Zhao
出处
期刊:Applied Energy [Elsevier BV]
卷期号:259: 114198-114198 被引量:64
标识
DOI:10.1016/j.apenergy.2019.114198
摘要

Enhancing the hydraulic permeability of electrodes along both the through-plane and in-plane directions is essential in flow-field structured vanadium redox flow batteries, as it can promote uniform distributions of reactants, lower the concentration overpotential, and therefore improve battery performances. In this work, uniaxially-aligned carbon fiber electrodes with the fiber diameter ranging from 7 to 12 µm (average ~10 µm) are fabricated by electrospinning method. Attributed to the enhanced permeability of the aligned structure, the battery assembled with the prepared electrodes exhibits an energy efficiency of 84.4% at a current density of 100 mA cm−2, which is 13.2% higher than that with conventional electrospun fiber electrodes. The permeability in the in-plane direction is further tailored by adjusting the orientation of aligned fibers against the flow channels. Results show that when the orientation of aligned fibers is perpendicular to the direction of flow channels, the battery delivers the largest discharge capacity and the highest limiting current density (~900 mA cm−2). Such an enhancement in the battery performance can be ascribed to the more uniform in-plane distribution of reactants and current by maximizing the permeability along the direction vertical to the flow channels, as evidenced by a three-dimensional model.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
yudandan@CJLU发布了新的文献求助10
3秒前
5秒前
5秒前
6秒前
7秒前
蜗牛完成签到,获得积分20
8秒前
宥沐完成签到,获得积分10
8秒前
凝心发布了新的文献求助10
8秒前
英姑的应助被青壮年采纳,获得20
8秒前
科研通AI6.4的应助被十一采纳,获得10
9秒前
852的应助被LZ采纳,获得10
10秒前
KK发布了新的文献求助10
10秒前
JIMMY发布了新的文献求助10
12秒前
超级的傲柏完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
直率的机器猫完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
勤劳的政桦完成签到,获得积分10
14秒前
李爱国的应助被No4采纳,获得10
14秒前
yudandan@CJLU完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
共产主义战士的应助被wmy0607采纳,获得10
16秒前
16秒前
万能图书馆的应助被明理囧采纳,获得10
17秒前
18秒前
19秒前
20秒前
搞科研啊给搞科研啊的求助进行了留言
20秒前
21秒前
21秒前
22秒前
领导范儿的应助被李笑格采纳,获得10
22秒前
隐形期待完成签到,获得积分10
23秒前
queen发布了新的文献求助10
23秒前
研友_nvG5bZ发布了新的文献求助10
23秒前
23秒前
24秒前
24秒前
小蜗牛完成签到 ,获得积分10
25秒前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Computational Chemical Reaction Engineering: Modeling, Simulation, and Design with MATLAB 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 400
CLSI C56QG Examples of Hemolyzed, Icteric, and Lipemic/Turbid Samples Quick Guide 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 内科学 物理 有机化学 化学工程 生物化学 复合材料 光电子学 细胞生物学 心理学 量子力学 催化作用 物理化学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7814805
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9344662
关于积分的说明 20525143
捐赠科研通 7407521
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3330813
关于科研通互助平台的介绍 2477278
邀请新用户注册赠送积分活动 2350437