Til hovedinnhold

Multiskala elektrokjemisk modellering

Multiskala elektrokjemisk modellering

Multiskala modellering gjør det mulig for forskere å forstå de mange komplekse mekanismene som bestemmer ytelsen og levetiden til batterier, brenselceller og elektrolysører.

Utviklingen av elektrokjemiske systemer skjer i en rasende. Innenfor litium-ionbatterier forfølges nye materialer med høyere energi med påfølgende nye bruksområder. Samtidig utgjør hydrogenbrenselceller og elektrolysører en stadig viktigere del av mobilitets- og kraftnettverket. Utviklingen av nøyaktige, kraftige og effektive modelleringsverktøy støtter design og systemintegrasjon av høyytelses elektrokjemiske celler. 

Flerskalamodeller simulerer mange aspekter av elektrokjemiske innretninger, alt fra egenskapene til nye materialer på atomskala til ytelsen på cellenivå og integrering i systemer som elektriske kjøretøyer eller kraftverk for fornybar energi. Å bygge modeller på et solid fundament av fysisk og elektrokjemisk teori hjelper forskere å finne koblingene mellom en eksperimentell observasjon og den underliggende mekanismen som driver den. Kunnskap kan utnyttes for å forutsi hvordan endringer i celledesign eller materialer vil påvirke enhetens ytelse. Fremskritt innen rimelig høyytelses databehandling har også åpnet for datadrevne maskinlæringsmetoder for å forutsi levetiden til elektrokjemiske enheter i en rekke applikasjoner. 

På SINTEF utvikler vi banebrytende multiskala modelleringsverktøy for å støtte både vitenskapelig utvikling av nye energilagringsmaterialer og teknisk integrering av elektrokjemiske enheter i reelle systemer. 

Multiskala modelleringsverktøy hos SINTEF:  

  • Density Functional Theory (DFT)  
  • Full-Configuration Interaction Quantum Monte-Carlo (FCIQMC)  
  • Molecular Dynamics (MD)  
  • Phase Field Theory   
  • Lattice Boltzmann Method (LBM)  
  • Finite Volume Method (FVM)  
  • Finite Element Method (FEM)  
  • Bond Graph Modelling  

Elektrokjemiske modelleringsverktøy hos SINTEF 

  • Equivalent Circuit Model (ECM) 
  • Single Particle Model (SPM) 
  • Newman Pseudo-Two-Dimensional (P2D) Model  
  • 3D Multi-Physics Model 

Utforsk fagområdene: Batterier og Brenselceller

Prosjekter : BIG-MAP, Hydra, Virtual-FCS, CHANNEL, Camelot, BATMOBILE

Forsker
413 14 004