Źródło: epfl.ch
Baterie przepływowe Redox (RFB) to akumulatory, które zazwyczaj są oparte na dwóch ciekłych elektrolitach. Elektrolity te zawierają związki redoks w postaci rozpuszczonych soli, które przenoszą ładunek elektryczny. RFB składa się z centralnego ogniwa elektrochemicznego (lub stosu) i dwóch zbiorników magazynowych, z których każdy zawiera jeden z elektrolitów. Podczas pracy baterii elektrolity kierowane są ze zbiorników magazynowych do ogniwa elektrochemicznego, gdzie następuje wymiana elektronów, a następnie wracają do zbiornika magazynowego. W związku z tym akumulator jest stopniowo ładowany lub rozładowywany podczas konwersji elektrolitów.
Jako aktywne składniki redoks w elektrolitach można stosować różne sole, których natura może się znacznie różnić, od metali do związków organicznych. Co więcej, teoretycznie możliwe jest połączenie dowolnej dodatniej pary redoks z dowolną ujemną, co skutkuje dużą różnorodnością chemii RFB. Jednym z pierwszych opracowanych modeli był Fe/Cr RFB, badany w NASA w latach 70. XX wieku. Jednak najbardziej powszechnym i najbardziej zaawansowanym RFB jest obecnie tak zwany „całkowicie wanadowy” RFB (lub VRFB). W tej baterii ten sam metal, wanad, jest używany w każdym elektrolicie. Jego zasada działania jest dobrze wyjaśniona w poniższym filmie na Youtube.
Jedną z głównych zalet tych konkretnych akumulatorów w porównaniu z innymi jest to, że mają pojemność energetyczną niezależną od ich mocy wyjściowej. Ta znacząca różnica jest bezpośrednią konsekwencją ich płynnego charakteru. Rzeczywiście, podczas gdy wielkość i liczba ogniw dyktuje moc wyjściową, wielkość zbiorników elektrolitu – tj. objętość elektrolitów – określa pojemność energetyczną akumulatora. To oddzielenie pozwala na szerszy zakres zastosowań. Co więcej, są one wewnętrznie bezpieczniejsze niż inne baterie i mają długą żywotność, nie wymagając dużej konserwacji. Ich główną wadą jest stosunkowo niska gęstość energii, co oznacza, że zajmują dość dużą objętość.
RFB są teraz dostępne na rynku, na przykład u następujących dostawców:
Gildemeister – Cellstrom(całkowicie wanad)
Czerwony przepływ(bromek cynku)
ViZn(cynk-żelazo)
Imergii(całkowicie wanad)
Technologie UniEnergy(całkowicie wanad)
Moc Rongke(całkowicie wanad)
Ze względu na swoją wszechstronność RFB mogą być używane w szerokim zakresie zastosowań. W szczególności mogą być realizowane jako uzupełnienie farmy fotowoltaicznej lub turbiny wiatrowej. Rzeczywiście, dobrze nadają się do buforowania wahań energii odnawialnej, ponieważ przerywane ładowanie lub rozładowanie nie wpływa znacząco na żywotność baterii, a czas odpowiedzi RFB jest krótki (zwykle mniej niż 1 s). RFB można również zintegrować z siecią mikrosieci, gdzie pełnią tę samą rolę w przechowywaniu nadwyżki produkcji i dostarczaniu energii, gdy zużycie jest wyższe niż produkcja. RFB zostały również zainstalowane jako systemy zapasowe (lub UPS) lub na przykład w odległych obszarach dla stacji telekomunikacyjnych.
Baterie przepływowe Redox w liczbach:
Charakterystyka | Wartość |
Zakres mocy [kW] | 10 – 10,000 |
Zakres mocy [kWh] | 10 – 50,000 |
Żywotność [lata / liczba cykli] | 10 – 15 / 10,000 – 15,000 |
Objętościowa gęstość energii [Wh/L] | 35 |
Napięcie ogniwa [V] | 1 – 2.5 |
Czas ładowania/rozładowania [h] | 1 – 10 |
Efektywności energetycznej [%] | 70 – 80 |
