Kilde: epfl.ch
Redox flow-batterier (RFB'er) er genopladelige batterier, som generelt er baseret på to flydende elektrolytter. Disse elektrolytter indeholder redoxarter i form af opløste salte, der bærer den elektriske ladning. En RFB består af en central elektrokemisk celle (eller stak) og af to lagertanke, der hver indeholder en af elektrolytterne. Under driften af batteriet ledes elektrolytterne fra lagertankene til den elektrokemiske celle, hvor udvekslingen af elektroner sker og derefter vender tilbage til lagertanken. Som sådan oplades eller aflades batteriet gradvist, mens elektrolytterne konverteres.
Forskellige salte kan anvendes som redoxaktive arter i elektrolytterne, hvilken natur kan variere meget fra metalbaseret til organisk-baseret. Desuden er det teoretisk muligt at samle et hvilket som helst af det positive redox-par til et hvilket som helst af det negative, og dette resulterer i et stort udvalg af RFB-kemier. En af de allerførste udviklede var Fe / Cr RFB, studeret på NASA i 1970'erne. Imidlertid er den mest almindelige og mest avancerede RFB i øjeblikket den såkaldte “all-vanadium” RFB (eller VRFB). I dette batteri anvendes det samme metal, vanadium, i hver elektrolyt. Dets funktionsprincip er godt forklaret i nedenstående Youtube-film.
En af de største fordele ved disse særlige batterier sammenlignet med andre er, at de har en energikapacitet, der er uafhængig af deres udgangseffekt. Denne betydelige forskel er en direkte konsekvens af deres flydende natur. Mens størrelsen og antallet af celler dikterer effekten, bestemmer størrelsen af elektrolyttanke - dvs. volumenet af elektrolytterne - batteriets energikapacitet. Denne afkobling giver mulighed for en bredere vifte af applikationer. Desuden er de iboende sikrere end andre batterier og har en lang levetid uden at kræve meget vedligeholdelse. Deres største ulempe er deres relativt lave energitæthed, hvilket betyder, at de optager et ret stort volumen.
RFB'er er nu kommercielt tilgængelige, for eksempel af følgende leverandører:
Gildemeister - Cellstrøm(all-vanadium)
Redflow(zink-bromid)
ViZn(zink-jern)
Imergy(all-vanadium)
UniEnergy Technologies(all-vanadium)
Rongke Power(all-vanadium)
På grund af deres alsidighed kan RFB'er bruges til en lang række applikationer. Især kan de implementeres som komplementaritet til en solcelleanlæg eller en vindmølle. Faktisk er de velegnet til buffering af udsving i vedvarende energi, da en intermitterende opladning eller afladning ikke påvirker batteriets levetid væsentligt, og responstiden for RFB'er er kort (typisk mindre end 1 sek.). RFB'er kan også integreres i mikronetværk, hvor de spiller den samme rolle som lagring af overskydende produktion og levering af strøm, når forbruget er højere end produktionen. RFB'er er også installeret som backup (eller UPS) -systemer eller i fjerntliggende områder for f.eks. Telekommunikationsstationer.
Redox flow-batterier i antal:
Egenskab | Værdi |
Effektområde [kW] | 10 – 10,000 |
Kapacitet [kWh] | 10 – 50,000 |
Levetid [år / # cyklusser] | 10 – 15 / 10,000 – 15,000 |
Volumetrisk energitæthed [Wh / L] | 35 |
Cellespænding [V] | 1 – 2.5 |
Tid for opladning / afladning [h] | 1 – 10 |
Energieffektivitet [%] | 70 – 80 |
