Caratterizzazione elettrica e idraulica di materiali attivi su batteria al vanadio di medie dimensioni

The study presented in this work regards an electrical and hydraulic characterization of a medium-size vanadium flow battery cell , considering different active materials, such as: electrodes, membrane and electrolyte. The aim is to select the active materials, available on the market, capable of providing the best cell performance. The first part introduces the main features of the vanadium flow batteries, in particular their advantages and disadvantages, the material used and the typical design adopted so far. The second and third part describes the equipment used for this study and it gives a general overview of the routine adopted for the tests. The fourth part provides the results of the tests and a comparison between the different active material used. All the tests were carried out at the Electrochemical Energy Storage and Conversion laboratory (EESCoLab) of the University of Padua. Results were acquired by an in-house LabVIEW® based acquisition system and processed using MATLAB®.The codes used are attached in the Appendix.

Il lavoro di tesi consiste della caratterizzazione elettrica ed idraulica di una batteria a flusso di vanadio a singola cella di media taglia. Si sono testati diversi materiali attivi relativi ai principali componenti che compongono questo tipo di batteria, ovvero: elettrodi, membrane ed elettrolita. L'obiettivo della tesi è la selezione dei materiali attivi presenti sul mercato, in grado di fornire le migliori prestazioni per la cella, i risultati serviranno poi per dimensionare stack di dimensione industriale. La prima parte dell’elaborato introduce le caratteristiche principali delle batterie a flusso di vanadio, con particolare riferimento alla loro applicazione come componente in smart grid per l’accumulo elettrico stazionario. La seconda e terza parte descrivono le attrezzature utilizzate per le prove sperimentali, assieme alla procedura messa a punto per questi test. La quarta parte riporta i risultati delle prove facendo un confronto tra i diversi materiali attivi testati. Tutte le prove sono state effettuate presso il laboratorio EESCoLab dell'università degli studi di Padova. I risultati sono stati acquisiti da un sistema di acquisizione progettato e realizzato in laboratorio basato su software LabVIEW® e sono stati elaborati con l'utilizzo del software MATLAB®. In appendice sono allegati i codici utilizzati.