Príomhfhachtóirí a théann i bhfeidhm ar shreabhadh inmheánach an cheallraí sreafa

1 Dearadh agus barrfheabhsú an réimse sreafa

Ceann de na heochracha chun sreabhadh inmheánach anceallraí sreafaIs é dearadh agus barrfheabhsú an chainéil sreafa, agus tá taighde domhain déanta ag líon mór oibrithe ar seo. Mar a thaispeántar i bhFigiúr 1, tá roinnt dearaí allamuigh traidisiúnta comhthreomhar, serpentine, il-serpentine, agus idirdhigiteach. Trí réimse sreafa a thabhairt isteach idir an leictreoid phóiriúil agus anpláta déphobail, Déantar an leictrilít a dháileadh go réasúnach sa leictreoid phóiriúil, rud a laghdaíonn caillteanas tiúchana agus a fheabhsaíonn éifeachtúlacht anceallraí sreafa.

Figiúr 1 Dearadh réimsí sreafa éagsúla

1.1 Dearadh Réimse Sreafa Traidisiúnta

Tá taighde ar dhearadh agus ar bharrfheabhsú na réimsí sreafa traidisiúnta an -fhairsing, agus is minic a úsáidtear modhanna turgnamhacha chun táscairí feidhmíochta a fháil amhail éifeachtúlacht ceallraí agus titim voltais chun meastóireacht a dhéanamh ar cháilíocht an dearadh allamuigh. Ag an am céanna, nuair a fhorbraítear insamhaltaí ríomhaireachta uimhriúla, úsáideann taighdeoirí staidéir insamhalta chun dáileadh na gcainníochtaí fisiciúla éagsúla a fháil taobh istigh den réimse sreafa.

Thuairiscigh Maurya an éifeacht a bhí ag dearadh allamuigh sreafa ar fheidhmíocht uile-cadhnraí sreafa redox vanadiumLe leictreoidí graifíte póiriúla agus rinne siad staidéar ar thrí dhearadh páirce sreafa de pháirceanna sreafa, serpentine agus réimsí sreafa idirdhigiteacha.

Taispeánann na torthaí go dtaispeánann an réimse sreafa idirdhigitithe feidhmíocht níos fearr ag dlús reatha íseal agus ráta sreafa íseal agus go bhfeidhmíonn an struchtúr saor ó shreabhadh níos fearr ag ard-dlús reatha agus ráta sreafa ard. Faoin dearadh sreafa céanna, taispeánann an réimse sreafa idirdhigitithe an titim brú is ísle agus an caillteanas caidéalaithe. Tá sé seo mar gheall ar dhearaí éagsúla allamuigh, de réir mar a mhéadaíonn an dlús reatha agus an ráta sreafa, tá an dáileadh leictrilít míchothrom, agus is é an t -ordú ná: Traidisiúnta

Thuairiscigh Zhang samhail dhéthoiseach le haghaidh dearadh allamuigh sreafa de gach-cadhnraí sreafa redox vanadium. Deimhníodh an tsamhail bhunaithe trí na torthaí turgnamhacha amhail titim brú, aonfhoirmeacht dáileacháin ian vanadium agus cinéitic leictriceimiceach a chur i gcomparáid sa réimse sreafa idirdhigitithe agus an réimse sreafa serpentine. Fuarthas amach sa staidéar go bhfuil titim brú níos ísle agus aonfhoirmeacht imoibriú leictriceimiceach agus leictrilít vanadium ag an dearadh allamuigh idir -dhigiteach. Ina theannta sin, rinneadh staidéir uimhriúla ar dhearaí éagsúla allamuigh (mar shampla idirdhigiteach agus sraith de dhearaí allamuigh serpentine comhthreomhara) i gcairn le achar 410cm² chun a léiriú go bhfuil an fheidhmíocht is fearr ag an dearadh allamuigh a fhorbairt i sreabhadh leachtach uile-vanadium. Oiriúnacht an chairn. De réir mar a mhéadaíonn líon na réimsí sreafa serpentine comhthreomhara, laghdaíonn caillteanas cumhachta caidéil, ach tá an dáileadh leictrilít míchothrom.

Rinne XU anailís agus comparáid idir feidhmíocht uile-cadhnraí sreafa redox vanadiumgan aon réimse sreafa agus réimse sreafa serpentine. Fuair ​​an staidéar amach gur léirigh cadhnraí le réimsí sreafa feidhmíocht fheabhsaithe nuair a bhí an ráta sreafa leictrilít níos airde, mar gur fheabhsaigh an ráta sreafa níos airde comhiompar an leictrilít agus dáileadh sreafa an leictrilít sa treo plánach. Ag an ráta sreafa is fearr de 2.5ml · s-¹, an éifeachtúlacht is fearr ar an All-ceallraí sreafa redox vanadiumGan struchtúr cainéal sreafa bunaithe ar chaillteanas cumhachta caidéil is é 80.9%; Ag an ráta sreafa is fearr de 1.2ml · S-¹, is é an éifeachtúlacht is fearr den cheallra sreafa uile-vanadium le cainéal sreafa serpentine bunaithe ar chaillteanas cumhachta caidéil ná 80.7%.

Taispeánann na torthaí go mbíonn dáileadh níos aonfhoirmí leictrilít ar na leictreoidí póiriúla a ritheann éifeachtúlacht na ceallraí mar thoradh ar an réimse sreafa méadaithe ag rátaí sreafa níos lú. Ach méadaíonn rátaí sreafa leictrilít níos airde cumhacht caidéalaithe agus titim brú ar fud na leictreoidí, a théann i bhfeidhm ar éifeachtúlacht fhoriomlán an uile dhuine-ceallraí sreafa vanadiumCóras stórála fuinnimh. Ag an am céanna, is é an titim brú mór taobh istigh den cheallra sreafa an phríomhfhadhb is cúis le teip an fháinne ina saothraítear ina shéalú, rud a chruthaíonn leacht leacht taobh istigh den cheallra nó an sceitheadh ​​seachtrach.

1.2 DEARADH NA RÉIMSE Sreafa a dhearadh

Leis an taighde allamuigh sreafa a dhoimhniú, níl cuid mhór taighde teoranta don réimse sreafa traidisiúnta atá deartha ar thaobh an phláta bipolar, ach chun feidhmíocht na ceallraí foriomlán a fheabhsú trí chomhoibriú leictreoidí póiriúla múnlaithe speisialta agusplátaí bipolar. Ag an am céanna, úsáideann roinnt taighdeoirí teoiric optamaithe topology chun réimsí sreafa a dhearadh.

Rinne Arjun staidéar ar cheithre chineál leictreoidí póiriúla le bealaí sreafa: réimse sreafa comhthreomhar cainéal oscailte, réimse sreafa idirdhigitithe cainéal oscailte, réimse sreafa comhthreomhara neamh -thonnáin agus réimse sreafa idir -dhigiteach tearc -thonnáin. Agus i gcomparáid le leictreoidí traidisiúnta gan cainéal sreafa. Léiríonn taighde go méadaíonn an réimse sreafa cainéal oscailte idir -dhigiteach éifeachtúlacht iomlán fuinnimh na gceall faoi 2.7% mar gheall ar dháileadh sreafa feabhsaithe agus cumhacht caidéalaithe laghdaithe.

Mhol Chen modh optamaithe topology chun cruthanna saor in aisce a ghiniúint de réimsí sreafa i ngach-cadhnraí sreafa vanadium. Ag smaoineamh ar chinéitic an ráta imoibriúcháin den chuid is mó, bhí an ceallraí topology optamaithe. Baineadh úsáid as an dlús ró -phoitíosach agus uasta reatha mar tháscairí tagartha agus i gcomparáid le réimsí sreafa tagartha (réimsí sreafa comhthreomhara agus idirdhigiteacha). Is modh tábhachtach é barrfheabhsú topology chun réimsí sreafa is fearr a ghiniúint go huathoibríoch. Taispeánann na torthaí gurb é an cineál idirdhigiteach an dearadh allamuigh is fearr le haghaidh cadhnraí sreafa athdhéanta uile-vanadium. Ós rud é nach bhfuil an réimse sreafa is fearr a fhaightear ag topology optimization rialta agus deacair a phróiseáil, beidh ionchais leathana iarratais aige sa todhchaí mar gheall ar fhorbairt na dtionscal ríomhaireachta agus déantúsaíochta.

Mhol Sun réimse sreafa serpentine scartha tríthoiseach nua. Cuireann an réimse sreafa dhá chainéal serpentine tuislithe i bhfeidhm ar an bpláta bipolar agus ar an leictreoid (in aice leis an taobh membrane) faoi seach. Is féidir le bealaí insreafa agus eis -sreafa scartha feabhas a chur ar an oll -aistriú comhréiteach leictrilít sa treo eitleáin leictreoid agus treo tiús, rud a fheabhsaíonn an t -aistriú maise, ag ligean don leictrilít dul isteach go hiomlán isteach sa leictreoid, agus caillteanas brú a laghdú.

Nuair a bhíonn an dlús reatha 100mA · cm-² agus nuair a bhíonn an ráta sreafa 20ml · min-¹, i gcomparáid leis an bpáirc sreafa idirdhigitithe, déanann éifeacht chuimsitheach an réimse sreafa scartha voltas an cheallraí sreafa athdhéanta uile-vanadium agus an fuinneamh bunaithe ar an gcaillteanas caidéil thart ar 4.2% agus 3.2% faoi seach. Taispeánann torthaí turgnamhacha freisin go bhfuil feidhmíocht an dearaidh allamuigh seo níos íogaire maidir le comhbhrú carbóin agus ráta sreafa leictrilítí ná réimsí sreafa idirdhigiteacha agus serpentine traidisiúnta. D’fhéadfadh sé seo a bheith mar gheall ar an grádán brú suntasach i dtreo eitleáin an leictreoid ag baint úsáide as réimse sreafa serpentine scartha.

1.3 Taighde ar Optimization Réimse Sreafa

Cé go raibh an taighde ar réimsí sreafa an -chuimsitheach, díríonn an chuid is mó de na staidéir ar dhearadh an réimse sreafa agus léiríonn siad tionchar an réimse sreafa ar fheidhmíocht ceallraí trí roinnt táscairí meastóireachta tábhachtacha (éifeachtúlacht ceallraí, titim voltais, etc.) gan an bhunchúis a thabhairt.

Rinne Wang staidéar córasach ar thionchar an ráta sreafa ar leith agus méid an réimse sreafa ar an oll -aistriú agus ar fheidhmíocht ceallraí trí mheascán de insamhalta agus turgnamh do bhealaí sreafa serpentine agus idir -dhigigited a úsáidtear go coitianta, agus nocht sé an bhunchúis cén fáth a sroicheann an dá réimse sreafa seo conclúidí éagsúla nó fiú os coinne faoi choinníollacha oibre éagsúla.

Taispeánann na torthaí, faoin ráta sreafa sonrach céanna, go bhfuil ráta sreafa an leictrilít i leictreoid an chainéil sreafa serpentine i bhfad níos mó ná mar atá sa chainéal sreafa idirdhigitithe, mar sin tá feidhmíocht an chainéil sreafa serpentine i bhfad níos fearr ná an fheidhmíocht sa chainéal sreafa idir -dhigiteach ag rátaí sreafa íseal -shonracha; Is féidir feidhmíocht ceallraí a mhéadú a fheabhsú tríd an ráta sreafa sonrach a mhéadú nó méid an réimse sreafa a mhéadú. Ós rud é go bhfuil ráta sreafa criticiúil an chainéil sreafa idirdhigitigh níos mó ná an ráta sreafa serpentine, tá feabhas feidhmíochta an chainéil sreafa idirdhigitigh i bhfad níos mó ná an feabhas a bhaineann leis an gcainéal sreafa serpentine, as a dtagann difríocht i bhfeidhmíocht idir cainéal sreafa agus sreabhadh sreafa srutha agus sruthanna a mhéadú de réir a chéile. Déanann an obair seo an tuiscint ar leas iomlán a bhaint as struchtúr allamuigh agus próiseas aistrithe maise cadhnraí sreafa a dhoimhniú, agus soláthraíonn sé tagairt do dhearadh réimse sreafa cadhnraí sreafa le dlús leictreach ard agus ráta sreafa ard.

Mar a thaispeántar i dTábla 1, tugann an páipéar seo achoimre ar na buntáistí agus na míbhuntáistí a bhaineann le dearaí éagsúla allamuigh.