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Visualization of flow patterns in a cell of redox flow battery by infrared thermography

通过红外热成像技术实现氧化还原液流电池单元内流动模式的可视化

基本信息

批准号：
20K05694
负责人：
田中大
金额：
$ 2.5万
依托单位：
Kurume National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

レドックスフロー電池のモデルセルを製作し、モデルセル内部の温度を熱電対で、モデルセル締結板外表面の温度を赤外線カメラで測定した。モデルセルには、冷水と温水を交互に流入させ、その温度変化を測定したが、冷水・温水を一定量流すために、2台の恒温水槽を購入した。また、熱電対温度測定用にデータロガーを、締結板外表面温度測定用に赤外線カメラを購入した。レドックスフロー電池のモデルセル内の流動状態は、モデルセル内の流入口に設置されるディストリビュータの形状に大きく影響を受ける。ディストリビュータは流入口から流入した作動流体を横方向に流動させる機能を持ち、このディストリビュータを用いることでモデルセル内部を作動流体が比較的均一に流動することになる。仮にディストリビュータが設置されない場合、流入口付近のみの流量が大きくなり、モデルセル全体にわたっての流動が阻害される。令和4年度においては、このディストリビュータの形状を複数設計し、3Dプリンタで製作して、モデルセル内に設置して流動状態を観察した。その結果、従来ディストリビュータとして用いられていたプラパールよりも流動状態を良好にできる形状があることが確認できた。しかし、流動状態の改善を定量的に評価できたわけではなく、また、その改善も限定的であったため、ディストリビュータの最適形状の実現にまでは至らなかった。これまでに使用してきた締結板はステンレス製であり、より熱伝導率の高い銅製の締結板を設計・製作した。

The temperature inside the cell is measured by thermoelectric heating and the temperature outside the cell is measured by infrared heating. 2 sets of thermostatic water tanks were purchased. The infrared ray is used to measure the temperature of the contact plate. The flow state in the battery cell is affected by the shape of the flow inlet in the battery cell. The function of moving fluid in the lateral direction from the inlet to the outlet is to maintain the uniform flow of moving fluid in the interior. For example, if the flow rate near the inlet is large, the flow rate of the whole area is blocked. In 2004, the shape of the 3D model was designed, the 3D model was produced, and the flow state was observed. The result is that the flow of water is good and the shape is confirmed. The quantitative evaluation of the flow state is not limited to the optimal shape of the flow state. The use of high conductivity copper bonding plate design and manufacture