مدل سازی سه بعدی جریان حبابی الکترولیت در فاصله بین دو الکترود یک سلول باتری جریانی با درنظر گرفتن جداکننده های متفاوت

در باتری جریانی Zn-Ag۲O ، الکترولیت به عنوان یک ماده فعال در واکنش های الکتروشیمیایی در فاصله بسیار ناچیز بین الکترودها، جریان دارد و به دلیل جلوگیری از اتصال کوتاه بین الکترودها، معمولا از جداکننده هایی بین آن ها استفاده می گردد. در این باتری ها، گاز هیدروژن ناشی از واکنش های الکتروشیمیایی بصورت حباب از سطح کاتد به جریان الکترولیت وارد شده و جریان دوفازی تشکیل می دهد. حضور این حباب های گازی در جریان الکترولیت، علی الخصوص در فرایند های دشارژ با نرخ بالا، می تواند باعث کاهش سطح فعال الکتروشیمیایی الکترودها، افزایش مقاومت در باتری و درنتیجه کاهش ظرفیت باتری گردد. در این مقاله، به منظور رفع این مشکل، با در نظر گرفتن دو سطح مقطع متفاوت برای جدا کننده ها، نحوه تشکیل و حضور حباب های گازی بر روی سطوح الکترودی و در فاصله بین الکترودها، بصورت عددی بررسی شده است. نتایج این مطالعه نشان داد که حباب های حاضر در جریان دوفازی الکترولیت ، زمان بیشتری در پشت جداکننده با سطح مقطع مربع شکل نسبت به حالت استفاده از جداکننده با سطح مقطع دایروی، در فاصله ناچیز بین الکترودها طی کرده تا از آن عبور کند. لذا این تاخیر، منجر به رسیدن دیگر حباب ها به همدیگر و درنتیجه، ترکیب شدن آن ها شده است؛ این امر با دو رویکرد مثبت و منفی در این مقاله بررسی شده است.

کلیدواژه ها:

: باتری جریانی ، جداکننده آند و کاتد ، سطح فعال واکنش الکتروشیمیایی ، مدل سازی سه بعدی ، جریان دوفازی ، حباب هیدروژن