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Cuvillier Verlag

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Modellierung der Crossover-Prozesse und Entwicklung von Kapazitatsausgleichsstrategien zur Betriebsoptimierung von Vanadium-Redox-Flow-Batterien

Printausgabe
EUR 69,90

E-Book
EUR 48,90

Modellierung der Crossover-Prozesse und Entwicklung von Kapazitatsausgleichsstrategien zur Betriebsoptimierung von Vanadium-Redox-Flow-Batterien (Band 63)

Katharina Schafner (Autor)

Vorschau

Inhaltsverzeichnis, PDF (530 KB)
Leseprobe, PDF (920 KB)

ISBN-13 (Printausgabe) 9783736971400
ISBN-13 (E-Book) 9783736961401
Sprache Deutsch
Seitenanzahl 254
Umschlagkaschierung matt
Auflage 1.
Buchreihe Schriftenreihe des Energie-Forschungszentrums Niedersachsen (EFZN)
Band 63
Erscheinungsort Göttingen
Promotionsort Clausthal
Erscheinungsdatum 04.01.2020
Allgemeine Einordnung Dissertation
Fachbereiche Chemie
Technische Chemie und Chemieingenieurwesen
Maschinenbau und Verfahrenstechnik
Schlagwörter Vanadium-Redox-Flow-Batterie, Batterie, Crossover, Membran-Transportvorgänge, Modellierung, Modell, Kapazitätsausgleich, Poröse Separator, Membran, Membranwiderstand, Diffusion, Diffusionskoeffizient, Nafion™, Elektrolytüberlauf, Elektrochemische Impedanzspektroskopie, Experimentelle Untersuchungen, Betriebsoptimierung, Elektrochemie, Vanadium Redox Flow Battery, Battery, Crossover, Membrane tranport processes, Modelling, Modell, Capacity balancing, Porous separator, Membrane, Membrane resistance, Diffusion, Diffusion coefficient, Nafion™, Electrolyte overflow, Electrochemical impedance spectroscopy, Experimentell studies, Optimisation of operation, Electrochemistry
Beschreibung

Die Vanadium-Redox-Flow-Batterie ist ein Energiespeichersystem, das eine wichtige Komponente im Rahmen der Energiewende sein kann. Durch ihren Aufbau weist diese Batterie Vorteile als stationärer Speicher gegenüber anderen Speichertechnologien auf. So sind Leistung und Kapazität unabhängig voneinander skalierbar, und im Standby-Betrieb findet lediglich eine geringe Selbstentladung statt. Im Betrieb kommt es jedoch durch eine Kreuzkontamination von Vanadium-Ionen durch die Membran zu Verlusten. Dieser als Crossover bezeichnete Prozess führt zur kontinuierlichen Abnahme der Batteriekapazität. Als Transportmechanismen wirken Diffusion, Migration und Konvektion. Um den Crossover-Prozess zu beschreiben, werden im Rahmen dieser Arbeit die Membranparameter elektrischer Widerstand und Vanadium-Diffusionskoeffizienten experimentell bestimmt und zur Entwicklung eines mathematischen Modells verwendet. Messungen am Prüfstand dienen hierbei der Modellvalidierung. Um der Abnahme der Kapazität entgegenzuwirken, werden experimentell und mathematisch verschiedene Kapazitätsausgleichsstrategien entwickelt und analysiert. Es hat sich hierbei gezeigt, dass mit unterschiedlichen Methoden die Kapazitätsabnahme der Batterie verringert und dadurch ein effizienterer Betrieb ermöglicht werden kann.