【목적】전 밴듐 레독스 흐름 전지는 대규모 장기 에너지 저장에 적합하지만, 높은 투자 비용과 낮은 에너지 밀도로 인해 적용이 제한된다. 흐름 채널은 전지 내부의 물질 수송 방식을 개선하여 성능을 향상시킬 수 있으며, 본 논문에서는 다양한 흐름 채널 구성이 전지 내부 주요 매개변수에 미치는 영향 규칙을 연구하였다. 【방법】3차원 다중 물리장 결합 시뮬레이션 모델을 기반으로, 직사각형 전극에 적용되는 교차형 흐름 채널의 전체에서 부분까지 체계적인 최적 설계가 수행되었으며, 다양한 흐름 채널 구성이 유속, 농도, 과전압 및 전지 효율에 미치는 영향을 평가하였다. 【결과】결과는 주 채널이 전극 길이 방향과 평행하고 보조 채널이 단일 어긋나게 배열되며, 보조 채널 폭과 리브 폭이 모두 3 mm인 흐름 채널 구조에서 전극 내부의 유동 및 전달 능력이 최적임을 보여준다. 이 경우 연구된 12가지 채널 구조 매개변수 조합 중 확산 전극 극화가 0.26 mV로 최소 수준으로 떨어지고, 전지 에너지 효율은 89.58%에 도달하였다. 【결론】이 액체 흐름 전지 흐름 채널 구조의 최적 유량은 7.5 mL/min이며, 전지 전체 두께를 유지하면서 전극 압축비와 전해질 유량을 적절히 증가시키면 전지는 더 높은 단자 전압과 효율을 얻을 수 있고, 최고 온도 상승은 항상 3℃ 이내로 유지된다. 본 연구는 고성능 액체 흐름 전지 흐름 채널 설계에 참고자료를 제공한다.

전 밴듐 레독스 흐름 전지;다중 물리장 결합;교차형 흐름 채널;최적 설계;에너지 효율