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Modelling Electrolyte Behavior in Aqueous Zinc-Ion Batteries

Borchers, Niklas und Horstmann, Birger (2020) Modelling Electrolyte Behavior in Aqueous Zinc-Ion Batteries. Electrochemistry undercover, 2020-09-23 - 2020-09-24, Virtuell.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich
2MB

Kurzfassung

The transformation of the energy production sector is leading to a drastic increase in demand for stationary battery storage. Battery technologies are competing in the area of energy density, environmental safety, and cost per capacity. Consumer alkaline batteries with zinc anodes and manganese dioxide cathodes achieve energy densities of 440 Wh l-1, yet their development stalled due to the challenge of recharging. Changing the aqueous electrolyte from alkaline KOH to, for example, mild acidic electrolytes, however, shows a reversible charge/discharge at the cathode . This concept boosted the research interest in zinc-ion batteries in the last decade, and many promising systems were proposed. Aqueous metal batteries face a series of challenges. The dynamic electrolyte composition and pH profile heavily influence performance and unwanted side reactions. We have performed model-based optimization studies of pH adjusted electrolytes for zinc-air batteries. However, to our knowledge, there is no modelling work done for zinc-ion batteries. In this contribution, we present a thermodynamically consistent dynamic cell model, which takes into account the complex formation and related transport properties of the electrolyte. Considering this, we can predict the performance and rate-dependent behaviour of commonly used electrolyte and electrode materials. This allows us to identify system-requirements and pitfalls in the ongoing optimization of aqueous zinc-ion batteries.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/139364/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Poster)
Titel:Modelling Electrolyte Behavior in Aqueous Zinc-Ion Batteries
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Borchers, Niklasniklas.borchers (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9618-3723NICHT SPEZIFIZIERT
Horstmann, Birgerbirger.horstmann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1500-0578NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2020
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Zinc-ion batteries, Modelling, Cell models, Aqueous Electrolytes
Veranstaltungstitel:Electrochemistry undercover
Veranstaltungsort:Virtuell
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:23 September 2020
Veranstaltungsende:24 September 2020
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: Ulm
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Computergestützte Elektrochemie
Hinterlegt von: Bolay, Linda
Hinterlegt am:11 Dez 2020 16:40
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:40

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