Návrh nového zväzku prietokovej batérie je sám o sebe náročnou úlohou.
Prvým rozhodnutím, ktoré sme museli učiniť bolo či chceme postaviť jednoduché a lacné zväzky, alebo sofistikovanejšie s vyšším výkonom.
Rozhodli sme sa pre druhú možnosť. To znamená, že hustota výkonu zväzku by mala byť aspoň 200 mW/cm2 plochy geometrickej elektródy a dosiahnuť 80 % energetickú účinnosť na úrovni jednosmerného prúdu.
Náklady na zväzok vyjadrené vynaloženou cenou na kW výkonu zohrávajú hlavnú úlohu pri komerčnom nasadení konečného produktu.
Preto bolo potrebné pred začatím návrhu definovať niekoľko parametrov, ako je napríklad geometrická plocha elektród.
Vybrali sme elektródy s plochou viac ako 1000 cm2.
Výhodou tohto je, že zväzok by mal nominálny výkon viac ako 8 kW, čo znižuje množstvo celkových zväzkov, ktoré sú potrebné na vybudovanie MW prietokovej batérie.
Hrúbka a kompresia elektród má priamy vplyv na hustotu výkonu zväzku.
Po dôkladnom preštudovaní najnovšie publikovanej literatúry sme vybrali najoptimálnejší dizajn prietokových kanálov a hrúbku elektródy, ktorá by umožnila jednoduchú výrobu, zníženie nákladov a tiež vysoký výkon.
Na prvé prototypové zostavy boli vybrané dve rôzne membrány s rôznymi hrúbkami.
Tieto membrány boli vybrané na základe schopností iónovej výmeny, ceny a dostupnosti.
Po výbere všetkého počiatočného aktívneho materiálu sme začali navrhovať časti zväzku.
Koncepcia tesnenia je jednou z kľúčových častí konštrukcie batérie.
Na výber je veľa možností.
Rozhodli sme sa optimalizovať koncept tesnenia pre výrobu vo veľkom meradle s ohľadom na náklady.
Tesniaci materiál bol vybraný na základe chemických vlastností materiálu s ohľadom na celkovú odolnosť voči vanádiu, pretože vanádiový elektrolyt je silné oxidačné činidlo.
POĎAKOVANIE:
Táto práca bola podporená projektom: IPCEI_IE_FLOW_BESS_012021