陈金庆，王保国，吕宏凌

（1. 中国石油大学（华东） 化学工程学院, 山东 青岛 266555； 2. 清华大学 化学工程系，北京 100084)

吸附总量，mol；由于离子在膜内吸附量一般较小，

模拟与计算

基于吸附-扩散—机—理研究钒离子透膜传质过程（I）离子膜吸附-扩散模型

陈金庆1，王保国2，吕宏凌1

（1. 中国石油大学（华东） 化学工程学院, 山东 青岛 266555； 2. 清华大学 化学工程系，北京 100084)

钒离子透膜传质是导致钒电池能量损失的关键因素之一，在分析钒离子透膜传质过程的基础上，根据离子交换膜固定电荷理论提出钒离子透膜传质的吸附-扩散模型。由膜内离子Donnan平衡，引入选择性系数研究膜内钒离子吸附过程；考虑膜面浓差电势影响，由Nernst-Planck方程描述膜内钒离子和氢离子交互传质过程，将钒离子透膜扩散过程与膜内吸附过程相关联，通过简化计算方法求解钒离子透膜扩散系数，该模型较真实地反映钒离子透膜扩散本质，可用于指导高性能钒电池隔膜快速筛选和制备。

全钒液流电池(VRB)；吸附-扩散模型；Donnan平衡；Nernst-Planck方程；浓差电势

全钒氧化还原液流电池（简称“钒电池”）是一种新型高效的大规模储能电池，通过不同价态钒离子相互转化实现电能的存储与释放，从原理上避免正负半电池活性物质相互渗透产生交叉污染，可将不稳定电能转化为连续、安全可靠的电能输出。具有容量和功率可调、大电流无损深度放电、使用寿命长、易操作和维护等优点，适用于太阳能、风能发电过程配套的储能装置，以及现行火力电网的“削峰填谷”，提高电网稳定性，保障电网安全[1-3]。……