Caratterizzazione sperimentale di una nuova batteria a flusso di vanadio da 15 kW in EESCoLab

Vanadium flow batteries have numerous advantages over current lithium-ion batteries for stationary energy storage applications. The main advantages include: the independent sizing between energy and power, making them suitable for Long Duration Energy Storage (LDES) services, the good recyclability, absence of self-discharge, and an extremely low fire risk. The thesis project involves an extensive experimental campaign on a new 15 kW vanadium flow battery recently put into operation at the Electrochemical Energy Storage and Conversion Lab (EESCoLab) at DII. The primary objectives include the determination of polarization curves, energy losses assessment, and the optimization of flow rate control to enhance overall energy efficiency under different operating conditions. These methodologies can be readily replicated for characterizing other stacks and are the starting point for developing more advanced Battery Management Systems for industrial-scale flow batteries.

Le batterie a flusso di vanadio presentano numerosi vantaggi rispetto alle batterie agli ioni di litio per le applicazioni di accumulo stazionario. Tra i principali si cita il disaccoppiamento tra energia accumulata e potenza, che le rende idonee per servizi di accumulo di lunga durata, (LDES) la loro facile riciclabilità, l’assenza di autoscarica e un rischio di incendio estremamente ridotto. Il lavoro di tesi consiste in una vasta campagna sperimentale di una nuova batteria a flusso di vanadio da 15 kW di potenza di picco recentemente installata presso l’ Electrochemical Energy Storage and Conversion Lab (EESCoLab) del DII. Gli obiettivi principali riguardano la determinazione delle curve di polarizzazione, l'analisi delle perdite energetiche e l'ottimizzazione del controllo della portata al fine di ottimizzare l’efficienza energetica complessiva in diverse condizioni operative. Gli approcci utilizzati possono essere facilmente replicati per caratterizzare altri stack e pongono le basi per la realizzazione di più avanzati Battery Management System per batterie a flusso di taglia industriale.