Wie Redox-Flow-Batterien funktionieren
Die Trennung von Leistung und Energie ist ein wesentliches Unterscheidungsmerkmal von RFBs im Vergleich zu anderenelektrochemische SpeichersystemeWie oben beschrieben, wird die Systemenergie im Elektrolytvolumen gespeichert, das je nach Größe desdie LagertanksDie Leistungsfähigkeit des Systems wird durch die Größe des Stapels elektrochemischer Zellen bestimmt. Die momentan im Stapel fließende Elektrolytmenge beträgt selten mehr als einige Prozent der insgesamt vorhandenen Elektrolytmenge (bei Nennleistungsentladung für zwei bis acht Stunden). Im Fehlerfall kann der Fluss leicht unterbrochen werden. Daher ist die Anfälligkeit des Systems gegenüber unkontrollierter Energiefreisetzung bei RFBs durch die Systemarchitektur auf einige Prozent der insgesamt gespeicherten Energie begrenzt. Dies steht im Gegensatz zu integrierten Zellspeicherarchitekturen (Blei-Säure, NAS, Lithium-Ionen), bei denen die gesamte Energie des Systems jederzeit verfügbar ist.
Die Trennung von Leistung und Energie bietet zudem Designflexibilität bei der Anwendung von RFBs. Die Leistungskapazität (Stackgröße) kann direkt an die jeweilige Last oder Erzeugungsanlage angepasst werden. Die Speicherkapazität (Größe der Speichertanks) kann unabhängig vom Energiespeicherbedarf der jeweiligen Anwendung angepasst werden. So können RFBs für jede Anwendung wirtschaftlich ein optimiertes Speichersystem bereitstellen. Im Gegensatz dazu wird bei integrierten Zellen das Verhältnis von Leistung zu Energie bereits bei Design und Herstellung der Zellen festgelegt. Skaleneffekte in der Zellproduktion begrenzen die Anzahl der verfügbaren Zelldesigns. Speicheranwendungen mit integrierten Zellen verfügen daher in der Regel über ein Übermaß an Leistung oder Energiekapazität.
RFBs können in zwei Kategorien unterteilt werden: 1) wahreRedox-Flow-Batterien, bei denen alle chemischen Stoffe, die zur Energiespeicherung eingesetzt werden, stets vollständig gelöst sind; und 2) hybride Redox-Flow-Batterien, bei denen mindestens ein chemischer Stoff während des Ladevorgangs als Feststoff in den elektrochemischen Zellen plattiert wird. Beispiele für echte RFBs sinddie Vanadium-Vanadium- und Eisen-Chrom-SystemeBeispiele für hybride RFBs sind Zink-Brom- und Zink-Chlor-Systeme.
Beitragszeit: 17. Juni 2021