Duczek, Carolina und Horstmann, Gerrit Maik und Ding, Wenjin und Einarsrud, Kristian Etienne und Gelfgat, Alexander und Godinez-Brizuela, Omar E und Kjos, Ole S. und Landgraf, Steffen und Lappan, Tobias und Monrrabal, Gleidys und Nash, William und Personnettaz, Paolo und Sarma, Martins und Sommerseth, Camilla und Trtik, Pavel und Weber, Norbert und Weier, Tom (2024) Fluid mechanics of Na-Zn liquid metal batteries. Applied Physics Reviews, 11 (041326). American Institute of Physics (AIP). doi: 10.1063/5.0225593. ISSN 1931-9401.
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Offizielle URL: https://pubs.aip.org/aip/apr/article/11/4/041326/3323925/Fluid-mechanics-of-Na-Zn-liquid-metal-batteries
Kurzfassung
Liquid metal batteries have been introduced as promising option to address the needs for new energy storage technologies. Currently, batteries based on sodium and zinc are under development and a favorable option due to their high theoretical cell potential, readily abundant materials, and cost�advantages. Nevertheless, they face the problem of self-discharge, which makes it inevitable to understand fluid dynamics in the whole cell. Motivated by that, several types of fluid mechanic instabilities in Na-Zn liquid metal batteries are identified and discussed here. On the one hand they can jeopar�dize secure operation, but on the other hand they can also improve mixing and increase the cell efficiency. In doing so, realistic cell as well as operation parameters are included and dimensionless numbers for identifying critical conditions are presented. The phenomena with highest significance for the discussed batteries are solutal convection, swirling flow, electrocapillary Marangoni convection, and droplet formation. Still, many open research ques�tions remain and we aim at motivating researchers to dig deeper into some of these topics to contribute to an improved cell design and performanc
elib-URL des Eintrags: | https://elib.dlr.de/210315/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Dokumentart: | Zeitschriftenbeitrag | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Titel: | Fluid mechanics of Na-Zn liquid metal batteries | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Autoren: |
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Datum: | 4 Dezember 2024 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Erschienen in: | Applied Physics Reviews | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Referierte Publikation: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | Nein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Band: | 11 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1063/5.0225593 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Verlag: | American Institute of Physics (AIP) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 1931-9401 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | veröffentlicht | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Stichwörter: | iquid metal batteries, molten salt electrolyte, Fluid mechanics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Forschungsbereich: | Energie | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Programm: | Materialien und Technologien für die Energiewende | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Programmthema: | Chemische Energieträger | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Schwerpunkt: | Energie | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Forschungsgebiet: | E SP - Energiespeicher | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben): | E - Elektrochemische Prozesse, E - Elektrochemische Speicher, E - Materialen für die elektrochemische Energiespeicherung | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Standort: | Stuttgart | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institute & Einrichtungen: | Institut für Technische Thermodynamik > Thermische Prozesstechnik | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hinterlegt von: | Ding, Wenjin | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hinterlegt am: | 17 Dez 2024 18:17 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Letzte Änderung: | 17 Dez 2024 18:17 |
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