تضمنت الفكرة الرئيسية لهذا البحث التطبيقي تصميم وتنفيذ بشكل عملي (لأول مرة) بطارية الفناديوم السائلة المصنوعة من مادة جديدة (تختلف عما موجود في البطاريات التقليدية المستخدمة حاليا في مجال خزن الطاقة الكهربائية) مما يساهم في إطالة عمر البطارية مع سهولة تركيبها وزيادة عامل الأمان أثناء التشغيل وتقليص كلفتها.
هذه المادة ذات مواصفات ميكانيكية عالية وغير مسامية تحل مشاكل الكسر وتسرب السائل الكيميائي الناتجة من الأهتزازات والصدمات المعرضة للبطارية أثناء النقل والحركة أو خلال تركيب وشد أجزائها، كما أنها تقاوم التآكل الناتج من المحلول الكيميائي والتفاعل الحاصل خلال البطارية.
أظهرت نتائج الأختبار للتصميم الجديد للبطارية مقارنة بالتصميم التقليدي، أستقرار في عمل البطارية خلال عملية الشحن والتفريغ لعدة دورات متتالية وبأداء أفضل، كما أن مقدارالطاقة والقدرة المتحصلة منها أكبر قياسا بالتصميم التقليدي.
خلال الأختبار العملي، لوحظ هبوط مفاجئ للفولتية أثناء عملية الشحن والتفريغ بسبب مشكلة مقاومة التلامس العالية وقد تم معالجتها من خلال أستخدام مادة الكرافيت الرقيقة لتقليل المقاومة.
أخيرا، الجانب الأقتصادي للتصميم الجديد كان مهم في تخفيض الكلفة الأولية والتشغيلية سواء على مستوى تجميع أجزاء البطارية أو عدد المعدات اللازمة والوقت المطلوب لتجميعها.
تم نشر البحث في مجلة (Applied Energy) المصنفة ضمن ( Scopus and Clarivate) من المجلات التي تقع في (Q1) .
This new design eliminates end plates and gaskets to improve safety, extend life, and promote ease of assembly with fewer components than traditional VRFB cells. In particular, a key challenge of conventional graphite flow field plates in which solution penetration can occur due to an easily broken and porous structure is solved by using rigid impermeable polyvinyl chloride (PVC) sheets with flow channels embedded in the sheets. Various tests, such as cycling and polarization measurements of a wide range of current and flow rates, and Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) for internal resistance analysis, are performed to compare new and traditional designs. The results show that the new design keeps cycling performance stable, with better stability and energy efficiency, than conventional VRFB cells do. High power performance is also observed for the same external cell size. In addition, an abrupt potential drop caused by high contact resistance between the current collector and a porous electrode is solved by introducing a layer of the patterned graphite sheet to improve contact and electronic conductivity and, also, to function as a flow channel. Finally, an economic analysis shows that the new design not only improves battery performance, but also lowers assembly costs and facilitates assembly.