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Verification of Redox Flow Batteries Functionality by Electrochemical Impedance Spectroscopy Tests

Manschke, Daniel und Seipp, Thorsten und Berthold, Sascha und Friedrich, Kaspar Andreas (2018) Verification of Redox Flow Batteries Functionality by Electrochemical Impedance Spectroscopy Tests. Batteries, 4 (58), Seiten 2-14. MDPI (Multidisciplinary Digital Publishing Institute). doi: 10.3390/batteries4040058. ISSN 2313-0105.

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Offizielle URL: https://www.mdpi.com/journal/batteries

Kurzfassung

The state-of-the-art functionality test of classic redox-flow-stacks measures the current–voltage characteristic with the technical electrolyte. This research paper aims to simplify the validation of redox flow batteries’ functionality by conducting electrochemical impedance spectroscopy (EIS) on redox flow stacks. Since the electrolyte used in the batteries is usually toxic and aggressive, it would be a significant simplification to verify the functionality with an alternative, non-toxic fluid. EIS measurements on batteries with larger sized electrodes, multiple cells, and different fluids were performed. It was demonstrated that all impedances are repeatable, thereby validating this procedure as a qualification method for full-size and complex batteries with an alternative fluid. EIS measurements were able to detect deliberately manipulated cells. This Research uses three different analysis methods for the acquired data to identify errors. The respective approaches are, firstly, (1) a comparison of the Nyquist plots; secondly, (2) a comparison of the Bode plots; and thirdly, (3) a comparison of the calculated characteristic values of the equivalent circuits. The analysis found that all methods are suitable to detect errors in the batteries. Nevertheless, the bode-plot comparison method proves to be especially advantageous, because it enables a quantitative statement.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/124480/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Verification of Redox Flow Batteries Functionality by Electrochemical Impedance Spectroscopy Tests
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Manschke, DanielVolterion GmbHNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Seipp, ThorstenVolterion GmbHNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Berthold, SaschaVolterion GmbHNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Friedrich, Kaspar AndreasAndreas.Friedrich (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Oktober 2018
Erschienen in:Batteries
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:4
DOI:10.3390/batteries4040058
Seitenbereich:Seiten 2-14
Verlag:MDPI (Multidisciplinary Digital Publishing Institute)
ISSN:2313-0105
Status:veröffentlicht
Stichwörter:redox-flow batteries, Quality controls, impedance analysis
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Speicher und vernetzte Infrastrukturen
HGF - Programmthema:Elektrochemische Energiespeicher
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SP - Energiespeicher
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Elektrochemische Prozesse (Batterien) (alt)
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Elektrochemische Energietechnik
Hinterlegt von: Friedrich, Prof.Dr. Kaspar Andreas
Hinterlegt am:20 Dez 2018 14:06
Letzte Änderung:14 Dez 2019 04:25

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