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DOI: 10.5445/IR/1000070670

Model-based Design and Optimization of Vanadium Redox Flow Batteries

König, Sebastian

Abstract:
Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Steigerung des Wirkungsgrads der Vanadium Redox Flow Batterie (VRFB) mit einem modellbasierten Ansatz. Zu Beginn wird eine detaillierte Anleitung zum Aufbau eines VRFB-Modells auf Systemebene gegeben. Modelliert werden Leerlaufspannung, ohmsche Überspannung, Konzentrationsüberspannung, Vanadium Crossover, Streuströme (engl. Shunt currents), sowie der Leistungsbedarf der Pumpen. Alle Teilmodelle werden mit numerischen Beispielen illustriert.

Das Spannungsmodell wird anschließend mit Hilfe experimenteller Daten dreier Batterieh ... mehr

Abstract (englisch):
This work targets on increasing the efficiency of the Vanadium Redox Flow Battery (VRFB) using a model-based approach. First, a detailed instruction for setting up a VRFB model on a system level is given. Modelling of open-circuit-voltage, ohmic overpotential, concentration overpotential, Vanadium crossover, shunt currents as well as pump power demand is presented. All sub-models are illustrated using numerical examples.

Using experimental data from three battery manufacturers, the voltage model validated. The identified deviations reveal deficiencies in the literat ... mehr


Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Elektroenergiesysteme und Hochspannungstechnik (IEH)
Publikationstyp Hochschulschrift
Jahr 2017
Sprache Englisch
Identifikator URN: urn:nbn:de:swb:90-706700
KITopen ID: 1000070670
Verlag Karlsruhe
Umfang VI, 169 S.
Abschlussart Dissertation
Fakultät Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik (ETIT)
Institut Institut für Elektroenergiesysteme und Hochspannungstechnik (IEH)
Prüfungsdatum 19.07.2017
Referent/Betreuer Prof. T. Leibfried
Schlagworte VRFB, Flow battery, Vanadium Redox Flow Battery, Modelling, Design
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