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Simulation of a Nickel-Zinc Battery on the Cell Level

Schwab, Felix Konrad und Doppl, Britta und Herrmann, Niklas und Horstmann, Birger (2023) Simulation of a Nickel-Zinc Battery on the Cell Level. In: 74th Annual ISE Meeting. 74th Annual ISE Meeting, 2023-09-03 - 2023-09-08, Lyon, Frankreich.

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Offizielle URL: https://annual74.ise-online.org/img_conf/ISE-AM74-program_web.pdf

Kurzfassung

The growing demand for electric energy in combination with a progressing incorporation of renewable energy sources into the power grid calls for sustainable energy storage. The nickel-zinc battery technology, amongst others, is a promising candidate for this task due to abundant and low-cost resources, environmentally friendly and recyclable materials and non-flammable components in connection with competitive specific power and energy [1,2]. Besides these desirable characteristics, limited understanding of the phenomena in nickel-zinc cells prevent the design of a battery with high cycle life. Relevant challenges are the zinc conversion at the negative electrode, proton intercalation at the NiOOH/Ni(OH)2 electrode and gas formation consuming electrolyte, which leads to a dry-out of the cell. Consequentially, these are processes which influence the performance of the cell and induce its degradation. To study such a nickel-zinc cell during cycling, a physics-based and volume-averaged 3D+1D model is implemented, which was derived from existing models [3]. The thermodynamic framework used comprises transport processes and electrochemical reactions. The volume-averaged 3D approach allows to examine the distribution of chemical species and phases (Fig. 1) during cycling on a cell level [4]. Based on realistic battery parameters, geometry and composition, the evolution of concentration fields and shape change of the zinc electrode are investigated during charge and discharge operations.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/200402/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Poster)
Titel:Simulation of a Nickel-Zinc Battery on the Cell Level
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Schwab, Felix Konradfelix.schwab (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0401-0105148950502
Doppl, BrittaBritta.Doppl (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Herrmann, NiklasNiklas.Borchers (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9618-3723148950503
Horstmann, Birgerbirger.horstmann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1500-0578148950504
Datum:2023
Erschienen in:74th Annual ISE Meeting
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Battery Modelling; Nickel/Zinc Batteries; Full-Cell Modelling; 3D Simulations
Veranstaltungstitel:74th Annual ISE Meeting
Veranstaltungsort:Lyon, Frankreich
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:3 September 2023
Veranstaltungsende:8 September 2023
Veranstalter :International Society of Electrochemistry
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Elektrochemische Energiespeicherung
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E VS - Verbrennungssysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Materialen für die elektrochemische Energiespeicherung
Standort: Ulm
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Computergestützte Elektrochemie
Hinterlegt von: Schwab, Felix Konrad
Hinterlegt am:18 Dez 2023 15:32
Letzte Änderung:24 Apr 2024 21:00

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