国家自然科学基金(21176140)
- 作品数：16 被引量：67H指数：6
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- 相关机构：清华大学中南大学北京化工大学更多>>
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- 相关领域：化学工程电气工程理学动力工程及工程热物理更多>>
- 全钒液流电池模拟与仿真研究进展被引量：14
- 2011年
- 全钒液流电池(VRB)的模拟和仿真是电池系统设计、放大、控制和优化的基础。根据VRB模型的复杂程度,本文详细介绍了VRB经验和半经验模型的研究内容,重点分析了近年来发展迅速的机理模型研究,对比分析了每个模型的优缺点,指出了VRB模拟和仿真未来的研究方向主要是建立接近真实的模型以及与实际运行控制系统联合,同时模拟仿真的实体也应从单电池向电堆、模块和电池系统发展。
- 潘建欣谢晓峰王金海王树博尚玉明周涛
- 关键词：全钒液流电池仿真
- 全钒液流电池石墨毡电极的Ga_2O_3修饰被引量：9
- 2015年
- 为提高全钒液流电池石墨毡电极的电化学性能,采用热分解法将纳米Ga2O3沉积在全钒液流电池石墨毡电极表面。通过循环伏安测试、动电位极化曲线测试、扫描电镜测试(SEM)、X射线光电子能谱分析(XPS)和充放电实验考察了Ga2O3对石墨毡电化学性能和表面形貌的影响。研究结果表明:Ga2O3对电极反应具有显著的催化作用,当用Ga2O3电极修饰石墨毡时,电池正负极反应活性较未处理前分别提高13%和18%,同时也导致全钒液流电池的容量更大,电流效率和能量效率更高。
- 李晨飞王树博谢晓峰张建文
- 关键词：全钒液流电池GA2O3催化
- 全钒液流电池用非氟咪唑型阴离子交换膜的制备被引量：2
- 2013年
- 在全钒电池(VFB)用离子交换膜中,阴离子交换膜以其钒离子渗透率低这一主要优势受到了广泛的关注。以N-溴代丁二酰亚胺(NBS)为溴化试剂,2,2′-偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,对聚苯醚(PPO)的苄甲基溴化;以N-正丁基咪唑为功能化试剂,制备了一种非氟咪唑型聚苯醚阴离子交换膜。研究了不同N-正丁基咪唑功能化程度的阴离子交换膜的离子传导率、离子交换容量(IEC)、含水率、钒离子传递系数等性能,并与N-甲基咪唑功能化的阴离子交换膜做了对比。结果显示,N-正丁基咪唑功能化聚苯醚阴离子交换膜的钒离子传递系数为4.8×10-9 cm·min-1,60℃时离子传导率为10.8mS·cm-1,且化学稳定性及力学性能优异,具有在钒电池中应用的潜力。
- 王文嫔王树博谢晓峰吕亚非黄绵延
- 关键词：钒电池阴离子交换膜
- 全钒液流电池VO^(2+)离子跨膜渗透行为被引量：1
- 2012年
- 采用静止型全钒氧化还原液流电池,利用紫外分光光度法,研究电解液钒离子跨膜渗透行为,讨论浓度、温度、荷电状态(SOC)、电场以及渗透压等对VO2+离子跨膜传质的影响,关联相应的钒离子渗透系数。研究结果表明,提高钒电解液浓度可以有效减缓钒离子跨膜传递速率,提高能量效率;适当降低体系温度,可以抑制钒离子的跨膜渗透,减小电池化学短路的发生;VO2+离子渗透系数随SOC值增加而迅速减小;正向电场存在会促进VO2+离子透膜扩散,加剧电池自放电;隔膜两侧液面渗透压的作用会加速钒离子跨膜渗透,造成电池容量衰减。
- 徐波齐亮姚克俭刘然杨春谢晓峰
- 关键词：全钒液流电池电解液膜渗透传质
- 用Cluster-Continuum模型计算水溶液中VO_2^+/VO^(2+)电对溶剂化自由能被引量：4
- 2012年
- 利用Cluster-Continuum模型,通过B3LYP方法计算出VO2+/VO2+电对的第一溶剂化层的水分子数分别为3和5个,并得到了水溶液中VO2+、VO2+离子的溶剂化自由能。利用此计算数值并通过热力学计算推算出VO2+/VO2+电对的标准反应电势为1.29V,与理论值相差不大。这表明利用Cluster-Continuum模型可以较为准确地描述VO2+、VO2+离子的溶剂化作用。
- 赵成明谢晓峰
- 关键词：电极电势全钒氧化还原液流电池
- 五氧化二钒电解制备全钒液流电池V^(3+)电解液被引量：7
- 2014年
- 电解液的质量直接决定了全钒液流电池的储电能力。为了降低全钒液流电池的生产成本,在国内首次采用流动型电解槽电解还原法,研究了采用相对廉价的五氧化二钒(V2O5)代替价格昂贵的硫酸氧钒(VOSO4)为原料制备全钒液流电池电解液的制备技术;研究了阳极电极材料、电解电流密度等对制备电解液的影响因素;并通过循环伏安、交流阻抗和充放电测试分析和比较由两种原料制备的电解液的电化学性能。实验结果表明:以Ru Ir/Ti为阳极,多孔铅板为阴极,3 mol·L-1 H2SO4为阳极电解液,1.5 mol·L-1 V2O5+3 mol·L-1 H2SO4粉末混合溶液为阴极电解液,40 m A·cm-2恒流电解得到的电解液不但具有良好的电化学活性和可逆性,且电流效率高和电能损耗低,完全可以满足全钒液流电池的工作需求。
- 刘然潘建欣谢晓峰王树博王金海周涛
- 关键词：全钒液流电池五氧化二钒
- 钒液流电池变电流快速充电方法被引量：4
- 2012年
- 基于电池快速充电基本原理,采用了变电流间歇恒压充电方法,并结合正交试验方法,对自制单片钒液流电池进行了一系列的充放电测试,获得了最佳充电参数。结果表明:采用变电流间歇恒压充电方法,充电时间相比恒流恒压充电方法缩短近50%;且获得了大致相同的放电容量,放电比率为100%;多次充放电循环后,放电容量未见衰减,取得了良好充电效果。
- 姚敦平唐耀庚谢晓峰王金海王树博王要武
- 关键词：极化效应快速充电
- 暂态边界电压法在线测试全钒液流电池阻抗被引量：5
- 2012年
- 国内首次采用暂态边界电压法在线研究了全钒液流电池(VRB)的特性,建立了由电压源、电阻以及一个电阻与电容并联的3部分串联而成的等效电路模型;研究了电流密度和荷电状态(SOC)对等效电路元件的影响。实验结果表明,极化阻抗随电流密度的增加有轻微下降,在充电初期和放电末期达到最大值。与极化阻抗相比,充、放电过程中的欧姆阻抗最大,是导致电压损失的主要因素,分别为1.905Ω.cm2和2.139Ω.cm2,暂态边界电压法是一种简单且有效的表征全钒液流电池性能的新方法。
- 潘建欣廖玲芝谢晓峰王树博王金海尚玉明周涛
- 关键词：全钒液流电池等效电路模型
- 全钒氧化还原液流电池用石墨毡电极的稳定性被引量：3
- 2011年
- 为了探究全钒氧化还原液流电池用石墨毡电极的稳定性,采用循环伏安、质量分析法、SEM和充放电实验研究了石墨毡的电化学性能、质量及形貌的变化。研究结果表明:实验选用的石墨毡电极在实验时间内因氧化而发生失重,同时吸附电解液,使电极质量随时间变化呈先减少后增加的趋势。但是,石墨毡的电化学性能仍然保持稳定,单片电池的能量效率及库仑效率维持在80%与96%左右。
- 赵成明谢晓峰王金海王树博尚玉明王要武
- 关键词：全钒氧化还原液流电池电极材料
- 离子液体BMIMBF_4对全钒液流电池正极电解液的影响被引量：6
- 2011年
- 为提高全钒液流电池的能量密度和正极电解液稳定性,采用循环伏安、交流阻抗等方法,研究了1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(BMIMBF4)作为正极电解液添加剂对溶液稳定性和电化学反应活性的影响,并对其机理进行了初步探讨。实验结果表明,添加BMIMBF4后,正极电解液中五价钒离子的稳定性显著提高,电解液的电化学反应活性也有所提升。当添加量为1%时,电池的单位体积电容量比有所增加,并且能量效率有所提升。
- 李梦楠谢晓峰杨春王金海王树博尚玉明
- 关键词：全钒液流电池添加剂离子液体
