论文和技术资料

碱性锌铁液流电池是一种新兴的电化学储能技术，其具有价格低廉、环境友好、能量密度高等特点，具有巨大的发展潜力。但目前尚缺乏相关的理论研究，制约了其性能的提高。这项工作运用COMSOL建立了一个瞬态二维的碱性锌铁液流电池充放电模型。模型耦合了电化学模块中的三次电流分布接口与全局常微分和微分代数方程接口，用于刻画电池的电化学反应过程与电池及外部电解槽的质量平衡。该模型参考了案例库中的钒氧化还原液流电池、可溶性铅酸氧化还原液流电池和锌-氧化银电池一维等温模型三个案例，考虑了电化学反应所导致的电极中的孔隙率和物质浓度的变化，针对电解液流速及电极几何参数对电池电化学性能的影响进行了数值分析和理论优化。结果表明，高流速、高电极厚度和高孔隙率有利于电池性能的提高，优化后的电池能量效率及库伦效率均得到较大的提升。这项工作为碱性锌铁液流电池的实际设计与性能优化提供了有力的参考。