TE-07 Modellering av flytbatterier

Motivasjon og relevans

Verdens energisektor står overfor en endring, hvor integrering av fornybare energikilder, som sol og vind, blir stadig viktigere for å redusere klimautslipp. Variabiliteten til fornybare energikilder utfordrer strømnettets motstandskraft, stabilitet, og fleksibilitet. Prosjektet «ReZilient» søker å utforske sink-luft flytbatterier som en mulig løsning for denne utfordringen, ved å benytte seg av en innovativ redoks-mediert strategi. Suksessen av denne teknologien kan bety en revolusjon innen energilagring, og tilby en løsning som er både kostnadseffektiv, langvarig og bærekraftig.

Bakgrunn

Forskningsutfordringen vil være å demonstrere et sink-luft flytbatteri som ikke danner dendritter i reaksjonscellen. Dendritter er utstikkere av metall som kan dannes på elektroden, som igjen kan føre til kortslutning av cellen. For å unngå dannelse av dendritter skal vi benytte oss av en redoks-mediert løsning som begrenser Zn/Zn²⁺ redoksreaksjonen i det negative reservoaret. Målet med prosjektet er å optimalisere morfologien til en porøs sinkelektrode som gir høy energieffektivitet og lang lagringstid.

Oppgave

Arbeidet knyttes til videreutvikling og testing av en numerisk modell for koblet transport i zink-luft flytbatterier under utvikling ved SINTEF Energi. Kandidaten forventes å sette seg inn i hvordan modellen fungerer, gjøre endringer i modellen og utføre tester. Det er en fordel om arbeidet kan videreføres i en prosjekt- og masteroppgave.

Oppgaven består i å:

• Sette seg inn i den numeriske modellen (i Python)
• Utføre spesifiserte tester av modellen
• Utføre eventuelle påkrevde endringer i modell
• Sammenligne resultater fra modellen med eksperimentell data

Oppgaven knyttes til prosjektet "ReZilient - Redoks-mediert hybrid sink-luft flytbatterier for mer motstandsdyktige integrerte kraftsystemer" ved SINTEF Energi.

Forutsetninger

Det er en fordel at sommerjobberen har kjennskap til (eller evne til å sette seg inn i):

• Irreversibel termodynamikk
• Numerisk strømningsberegninger
• Transport i porøse medier
• Batteriteknologi (fortrinnsvis flytbatterier)
• Porenettverksmodeller
• Programmering (fortrinnsvis Python)

Hovedveileder Olav Galteland

Medveileder Roberto Scipioni