一个国际科学家团队开发出精确数学模型，可解释大规模钒氧化还原液流电池在寒冷气候下如何保持稳定运行。

该小组负责人、斯科尔科沃科技学院能源中心高级研究员米哈伊尔·普加奇(Mikhail Pugach)介绍，团队依据能量和质量守恒定律，开发出钒液流电池的非等温动态模型。研究表明，电池在高负载条件下会产生热量，以抵消性能下降影响，这得益于上述模型，旨在打造更具弹性的储能系统。

钒氧化还原液流电池是现代电网关键技术，用于储存风能、太阳能等间歇性可再生能源的能量。研究人员在新闻稿中强调，这种大规模系统有助于解决可再生能源频率和功率波动这一关键挑战，通过平滑发电波动为电网提供稳定电力供应。然而，在寒冷天气下，其性能可能下降，对电网稳定性构成风险，研究环境温度影响是确保其可靠性能的重要实际任务。低温会使电池液态电解质更粘稠，减慢循环速度、降低系统容量。

该团队模型找到了解决方案——利用电池运行产生热量。论文第一作者斯坦尼斯拉夫·博格达诺夫(Stanislav Bogdanov)解释，在高负载电流(高于95 mA/cm²)下，电解质温度在10次充放电循环中可上升超15°C(59°F)，从而稳定流量和容量，这种自加热过程可使电池调节温度并维持运行，即使在较低环境温度下也能稳定工作。

该模型考虑了电解质粘度等温度相关特性，能预测电压、离子浓度、温度和功率参数。通过对两个大型电池(9 kW和35 kW)的实验数据验证，证实模型准确性，预测误差小于1%。博格达诺夫评论，结果表明在较低环境温度下，电解质粘度显著增加，减缓其在系统内循环。

该研究通过分析寒冷条件下两种主要运行模式指导电池操作员。一是恒定泵功率模式，允许电解液在几个充放电循环中自然升温，最初会导致电池容量降低，但避免泵额外能量消耗;二是恒流模式，泵更努力地循环粘稠电解质，会导致初始功率损失高达10%，但能保持电池全部存储容量。

新闻稿总结，了解温度对性能和耐用性的影响，将有助于设计能适应不利操作条件的系统，调节电池操作参数可防止过早磨损并降低故障可能性。