A double-spiral flow channel of vanadium redox flow batteries for enhancing mass transfer and reducing pressure drop

压力降 钒 传质 氧化还原 机械 流量(数学) 流量系数 螺旋(铁路) 下降(电信) 明渠流量 材料科学 化学 工程类 电气工程 机械工程 冶金 物理
作者
Yuwei Chai,Dawei Qu,Luyan Fan,Yating Zheng,Fan Yang
出处
期刊:Journal of energy storage [Elsevier BV]
卷期号:78: 110278-110278 被引量:10
标识
DOI:10.1016/j.est.2023.110278
摘要

Flow field optimization is an important approach to enhance the performance of vanadium redox flow batteries, with a focus on improving uniform electrolyte distribution while minimizing pumping losses. In this study, we propose a novel double-spiral flow channel design which differs from the widely-used serpentine and interdigitated flow fields by introducing different flow patterns within VRFB. Two flow fields are achieved by adjusting inlets and outlets positions on the new flow channel, namely, double-spiral flow field with inlets at the center (DSFF(IC)) and double-spiral flow field with outlets at the center (DSFF(OC)). To evaluate the performance of VRFB with the new flow channel, we compare it with other flow channels, including serpentine, interdigitated, and single-spiral flow channels. Bipolar plates with different flow channels are assembled into VRFB single cell for capacity testing, cycling testing, pressure drop testing. Besides, we built a model to visualize VRFBs with different flow channels. The findings demonstrate the superior performance of VRFBs with DSFF(IC) and DSFF(OC). Compared to the serpentine flow channel, the pressure drop caused by the new channel is reduced by 33 % when the flow rate is set at 100 mL/min. Additionally, the charge and discharge tests indicate higher discharge voltage and improved system efficiency in VRFB with double-spiral flow fields. The modeling reveals that DSFF(OC) enhances convective mass transport of the electrolyte within the electrode, improving the concentration and uniformity of active species in the electrode. Impedance spectroscopy and polarization curve tests indicate that DSFF(OC) exhibits lower charge transfer resistance and mass transfer resistance compared to DSFF(IC). Under the same potential, DSFF(OC) demonstrates a higher discharge current density and achieves a peak power density of 321.5 mW/cm2, which is 13.8 % higher than that of DSFF(IC).
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
黎阳发布了新的文献求助10
1秒前
awh完成签到,获得积分10
1秒前
wanci的应助被lele_233采纳,获得10
2秒前
lms0214完成签到,获得积分10
2秒前
Yuan88发布了新的文献求助10
2秒前
Lotus完成签到,获得积分10
4秒前
xx完成签到,获得积分10
5秒前
小新ya完成签到,获得积分10
5秒前
呆萌的秋翠完成签到,获得积分10
5秒前
huangnan完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
8秒前
刘甜甜发布了新的文献求助10
8秒前
supperhappy完成签到,获得积分10
9秒前
神勇的筝发布了新的文献求助10
10秒前
哈哈哈完成签到 ,获得积分10
10秒前
11秒前
11秒前
汉堡包的应助被欣喜碧菡采纳,获得20
12秒前
0994完成签到 ,获得积分10
12秒前
SciGPT的应助被xwz626采纳,获得10
12秒前
乐乐的应助被年年酒酒采纳,获得10
13秒前
Yuan88发布了新的文献求助10
14秒前
Feeling完成签到,获得积分10
14秒前
西柏发布了新的文献求助10
15秒前
虚幻语梦完成签到 ,获得积分10
17秒前
17秒前
三四月完成签到 ,获得积分10
17秒前
18秒前
18秒前
18秒前
19秒前
19秒前
hhh完成签到 ,获得积分10
19秒前
19秒前
骄傲的叶凡完成签到,获得积分10
20秒前
Yuan88发布了新的文献求助10
20秒前
陈陈完成签到,获得积分10
20秒前
alan发布了新的文献求助10
22秒前
CHEN完成签到,获得积分10
22秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Entre Praga y Madrid : los contactos checoslovaco-españoles (1948-1977) 600
A REVIEW OF THE V-22 DYNAMICS VALIDATION PROGRAM 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8131705
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9533851
关于积分的说明 21604114
捐赠科研通 7713911
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3418516
关于科研通互助平台的介绍 2544116
邀请新用户注册赠送积分活动 2459836