Technical Papers and Presentations

随着新能源产业的发展，社会对于储能装置的需求也越来越大。锌空气液流电池以其高能量密度、低廉的价格以及良好的安全性和稳定性引起了广泛的关注。然而，对于锌空气液流电池内部机理研究的缺乏限制了锌空气液流电池的进一步发展。这项工作通过COMSOL建立了一个三维锌空气液流电池的模型，研究了锌空气液流电池内部传输过程以及性能提升机理。模型使用了电化学模块，化学物质传递以及CFD模块。使用电化学模块中的二次电流分布耦合化学物质传递中的稀物质传递和浓物质传递来刻画电池的电化学反应和物质传递的过程。因在化学物质传递中存在对流传递项，因此，使用CFD模块中的层流和达西定律分别计算电解质和多孔介质中气体的速度场。本项工作参考了案例库中的可溶性铅酸氧化还原液流电池和燃料电池阴极的质量传递和电化学反应两个案例。通过计算发现流动的电解液可以通过改变氢氧根离子浓度分布来提升电池性能。此外，通过对锌离子的浓度分布计算发现，流动的电解液可以改变锌离子浓度分布来抑制电池放电过程中的钝化现象，从而提高电池的放电容量。本项工作可以为后续的锌空气电池的结构设计和性能优化提供参考。