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レドックス・フロー電池システムの最適化

氧化还原液流电池系统优化

基本信息

批准号：
60045073
负责人：
伊藤龍象
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Energy Research
财政年份：
1985
资助国家：
日本
起止时间：
1985 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

1.短絡損失の実験的評価:短絡電流を理論的に求めることは困難で実験的評価に待たねばならない。このため4連ヘッダーのチューブポンプを用い、各電解室の濃度および温度をそれぞれ均一にした電解液循環混合型電解槽を作製し、短絡電流を流すため形状の異なる17種のサイフォンを用い、一定電流の条件で実験した。全電流の増加に伴って短絡電流は増加するが直線的ではなく、短絡損失は逆に低下する。サイフォン脚部の断面積の影響は大きく、橋部断面積の影響は小さい。測定値より導電率を求めた結果、溶液のモル伝導率より推算した値とほぼ一致した。2.定電力操作について:レドックス・フロー電池を外部電力系統と接続する時、充・放電ともに一定電力で操作することが要請される。充・放電電力が指定された時、循環量を決めれば、電池の最適操作を決定するプログラムを構成することができる。充・放電時間を考慮したエネルギ効率を定義し、充電終期では電流密度を小さく、放電終期には電流密度を高くする必要がある。これらを考慮して電池システムを解析し、電池のスケール[電極面積,積槽数,電解液貯蔵タンクの容量];要請される条件[充・放電電力];操作変数[電流密度,レドックス・イオン濃度,充・放電深度,循環量(電解液流量,ポンプの所要動力)]等が与えられた時、充・放電サイクルに対するシステムのエネルギ効率を評価する関係を導いた。この結果充電過程では電流密度と循環量を大きくし放電過程では逆に小さくする事が有利である事が示される。しかし充電末期において槽電圧が急激に増大しこれを低減するため充電後期において低循環量の操作に切り替る事が考えられるがサイクル操作においては循環量を任意に設定する事はできない。解析結果に基づき充・放電過程において直接の操作変数である電流密度と循環量をどのように時間的変化させればよいかが決定できる。

1. Evaluation of the short-circuit loss: Evaluation of the difficulty of short-circuit current theory. The electrolyte is circulated and mixed with the electrolyte for the 4-unit electrolytic chamber and the concentration and temperature of each electrolytic chamber. The type of electrolytic cell is manufactured, the shape of the short-circuit current is different, the shape of the electrolyzer is 17 kinds, and the condition of the constant current is used. The increase of the full current is accompanied by the increase of the short-circuit current, the straight line of the short-circuit current, and the reverse of the short-circuit loss. The influence of the cross-sectional area of the foot part is large and the cross-sectional area of the bridge part is small. The measured conductivity and conductivity of the solution are calculated and the results are consistent. 2. When operating the battery with a constant power: When the external power system is connected to the battery, charge and discharge the battery with a constant power. The charging and discharging power is determined by the specified time, the cycle amount is determined, and the optimal operation of the battery is determined by the configuration. The charging and discharging time should be considered according to the definition of efficiency, the current density at the end of charging should be small, and the current density at the end of discharge should be high and necessary.これらをConsiderationしてBatteryシステムをanalyticし、Batteryのスケール[electrode area, number of tanks, electrolyte Storage capacity]; required conditions [charge/discharge power]; operating parameters [current density, レドックConcentration of electrolyte, depth of charge and discharge, circulation volume (electrolyte flow rate, required power of the electrolyte), etc.られた、Charge・Discharge サイクルに対するシステムのエネルギefficiencyをvaluation価する Relationship をguideいた. The result of the charging process is that the current density and cycle volume are large and the discharge process is small and the reverse is small and beneficial.しかしCharging end stage においてslot electric pressure がquick increase しこれをlow reduction するためcharging late stage においてlow cycle volume のThe operation is cut and replaced, and the operation is done and the cycle amount is set. The analysis results show that the charging and discharging process can be directly determined by operating parameters, current density, and cycle volume, as well as changes in time.