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立体光刻3D打印电极在氧化还原液流电池中的传质关系研究

Investigating mass transfer relationships in stereolithography 3D printed electrodes for redox flow batteries

Maxime van der Heijden, Marit Kroese, Zandrie Borneman, Antoni Forner‐Cuenca · Eindhoven University of Technology
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期刊 / 来源ChemRxiv
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关键词:立体光刻3D打印氧化还原液流电池多孔电极传质特性流场设计压降电化学性能晶格结构

摘要整理

多孔电极控制着氧化还原液流电池的电化学性能和泵送需求,但传统碳纤维基多孔电极尚未针对液相电化学要求进行优化设计。3D打印是制造确定性结构的有效方法,能够调控电化学性能和压降。本研究采用立体光刻3D打印技术制造网格模型结构,经炭化处理后用作液流电池电极材料。通过显微镜、断层扫描、光谱学、流体动力学和电化学诊断等手段,系统研究了有序晶格结构的电极性质、传质特性和压降。研究了打印方向、柱体几何形状和流场类型对电池性能的影响,阐明了传质速率与电极结构的关联规律。结果表明:打印方向通过改变形貌影响电极性能,对角线打印的电极性能更优;螺旋形或三角形柱体形状以及交错流场设计能改善电极内传质速率。研究证明立体光刻3D打印技术在制造定制化电极支架中具有潜力,可实现多尺度结构设计,获得优异的电化学性能和低泵送损耗。

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