Ученые смоделировали динамику важнейших характеристик проточного аккумулятора — Naked Science
Сколтех

Ученые смоделировали динамику важнейших характеристик проточного аккумулятора

Группа ученых из Сколтеха, МГУ и МФТИ разработала математическую модель для электрохимической ячейки ванадиевого проточного аккумулятора (ВПА).

Контейнерный ванадиевый аккумулятор (США)
Контейнерный ванадиевый аккумулятор (США) / ©Wikipedia

Полученная модель описывает динамическое поведение ВПА, учитывая переток ионов ванадия через мембрану. Результаты исследования опубликованы в журнале Applied Energy.

Ванадиевый проточный аккумулятор (ВПА) — один из наиболее перспективных накопителей энергии для интеграции с возобновляемыми источниками энергии. Принцип действия ВПА основан на преобразовании электрической энергии в энергию химических реакций, проходящих между солями ванадия.

Проточный аккумулятор отличается от традиционных аккумуляторов тем, что, помимо электрохимической ячейки, в нем используется жидкий электролит, который хранится в отдельных резервуарах и протекает через ячейку при работе аккумулятора. Таким образом, емкость и мощность ВПА могут быть масштабированы независимо друг от друга, что дает большую гибкость при проектировании реальных энергетических установок и позволяет создавать накопители энергии с очень большими мощностью и емкостью.

Кроме того, ванадиевые аккумуляторы служат намного дольше обычных батарей. Сегодня проточные ванадиевые аккумуляторы используют в сопряжении с солнечными батареями и ветряными генераторами энергии, полученная учеными модель поможет отслеживать проблемы, возникающие при работе ванадиевых батарей и расширить область их применения.

Одна из главных проблем, возникающих при работе ванадиевых проточных аккумуляторов, — переток ионов ванадия через мембрану (или кроссовер), что приводит к уменьшению емкости аккумулятора.

Математическая модель, разработанная учеными под руководством профессора Сколтеха Алдо Биски (Aldo Bischi), детально описывает явление кроссовера. Предложенный подход позволяет получить хорошую точность моделирования зарядно-разрядных характеристик аккумулятора (напряжение, емкость, уровень заряда), а также уменьшения емкости, вызванной кроссовером, при этом не требует больших вычислительных затрат.

«Представленная нами модель может быть использована для разработки методов контроля технического состояния аккумулятора, что позволит снизить деградацию показателей ванадиевых проточных аккумуляторов в процессе продолжительной работы», — рассказывает первый автор исследования, аспирант Сколтеха и МФТИ, Михаил Пугач.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Сколковский институт науки и технологий — негосударственный технологический университет, расположенный в инновационном центре Сколково. Институт был создан в 2011 году при поддержке Массачусетского технологического института. Модель института предусматривает тесную интеграцию технологического образования, исследовательской работы и предпринимательских навыков. Институт ведёт обучение по программам магистратуры и PhD, рабочий язык — английский.
Сегодня, 11:04
48 минут
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

4 часа назад
9 минут
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

Позавчера, 11:36
68 минут
Ольга Иванова

Своими корнями история Армении уходит в глубокую древность и неразрывно связана с историей всего Древнего мира. Но зачастую, зная в деталях историю Рима и Древней Греции, мы в гораздо меньшей степени осведомлены о событиях, происходивших в Античное время в Армении, оказавшейся на перекрестке цивилизаций Запада и Востока. В силу многих причин она не попала в должном объеме в учебники и незнакома тем, кто интересуется историей. Попытаемся хоть немного исправить эту несправедливость.

Сегодня, 11:04
48 минут
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

4 часа назад
9 минут
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

Позавчера, 11:36
68 минут
Ольга Иванова

Своими корнями история Армении уходит в глубокую древность и неразрывно связана с историей всего Древнего мира. Но зачастую, зная в деталях историю Рима и Древней Греции, мы в гораздо меньшей степени осведомлены о событиях, происходивших в Античное время в Армении, оказавшейся на перекрестке цивилизаций Запада и Востока. В силу многих причин она не попала в должном объеме в учебники и незнакома тем, кто интересуется историей. Попытаемся хоть немного исправить эту несправедливость.

13 июля
5 минут
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
7 минут
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

11 июля
28 минут
Александр Березин

Еще год назад почти все были уверены, что эпидемия быстро закончится. Ведь научные исследования говорили: иммунитет переболевших очень сильный, а повторные заболевания крайне редки. Российские власти все еще верят в это: глава Роспотребнадзора Анна Попова утверждает, будто повторно болеет только 1%. От этого в России до сих пор ждут достижения «группового иммунитета» осенью — и, разумеется, снятия ковидных ограничений. К сожалению, это пустые надежды. Данные из других стран вообще не показывают реальной возможности достичь группового иммунитета за счет переболевших. Разбираемся в деталях.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: