近些年来,可再生能源开发利用的规模不断扩大,储能技术的研究与应用日益广泛。不同的储能技术都有其各自的优缺点,氧化还原液流电池被认为是将成为未来储能技术的发展趋势。氧化还原液流电池简称液流电池,根据其有无离子交换膜的结构特点可分为双液流电池和单液流电池。锌镍单液流电池就是一种无须离子交换膜的单液流电池,由防化研究院于2007年提出,它以烧结氧化镍为电池的正极,以锌为电池的负极,电解液为碱性锌酸盐溶液。锌镍单液流电池具有成本低、结构简单、循环寿命长等优点,可以为大规模储能提供一个高性价比的解决方案。本文利用格子Boltzmann方法探究了烧结镍多孔电极内渗流、传质与电化学反应的耦合问题,本文的主要研究工作如下:1)根据QSGS多孔介质重构方法的构造特点,分析其在构造一些特定结构的多孔介质时存在的不适用性原因,围绕锌镍单液流电池多孔烧结镍正极有针对性的提出了两种改进思路与方法,形成了基于改进四参数随机生长法的可控型多孔介质虚拟重构法,并利用改进的方法重构了锌镍单液流电池正极烧结镍的数字多孔介质模型。2)在锌镍单液流电池单个通道正极附近划定合理的计算区域,结合控制方程模型,利用格子Boltzmann方法求解了计算区域内的流场,通过改变计算区域的进口流速、流道宽度以及多孔介质骨架形态等条件,来探究其对烧结镍正极内部渗流的影响规律。3)提出一种描述烧结镍电极内部传质和化学反应的孔隙尺度模型,结合格子Boltzmann方法进行模拟计算,模拟了电池充放电过程中,正极荷电状态在50%时的稳态反应过程,得到了孔隙内OH-浓度、电流密度以及固相质子浓度的分布规律;探究了进口流速和放电电流密度对电极内传质和化学反应的影响。基于上述工作,作出了一些前瞻性的成果,证明了研究方法的可行性和技术路线的合理性,为进一步更加细致的探究电极电化学反应机理奠定基础。