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Fluid mechanics of Na-Zn liquid metal batteries

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.

Dieses Archiv kann nicht den Volltext zur Verfügung stellen.

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/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Fluid mechanics of Na-Zn liquid metal batteries
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Duczek, CarolinaHZDRNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Horstmann, Gerrit MaikHZDRNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ding, WenjinWenjin.Ding (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Einarsrud, Kristian EtienneNTNU Norwegian University of Science and TechnologyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gelfgat, Alexandergelfgat (at) tauex.tau.ac.ilNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Godinez-Brizuela, Omar Eomar.godinez (at) sintef.noNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kjos, Ole S.ole.kjos (at) sintef.noNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Landgraf, Steffens.landgraf (at) hzdr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lappan, Tobiast.lappan (at) hzdr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Monrrabal, Gleidysg.monrrabal-marquez (at) hzdr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Nash, Williamw.nash (at) hzdr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Personnettaz, Paolopaolo.personnettaz (at) univ-grenoble-alpes.frNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sarma, Martinsm.sarma (at) hzdr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sommerseth, CamillaCamilla.Sommerseth (at) sintef.noNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Trtik, Pavelpavel.trtik (at) psi.chNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Weber, Norbertnorbert.weber (at) hzdr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Weier, Tomt.weier (at) hzdr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
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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