Cómo funcionan las baterías de flujo redox

Cómo funcionan las baterías de flujo redox

La separación de potencia y energía es una distinción clave de las RFB, en comparación con otrassistemas de almacenamiento electroquímicoComo se describió anteriormente, la energía del sistema se almacena en el volumen del electrolito, que puede estar de manera fácil y económica en el rango de kilovatios-hora a decenas de megavatios-hora, dependiendo del tamaño dellos tanques de almacenamientoLa capacidad de potencia del sistema está determinada por el tamaño de la pila de celdas electroquímicas. La cantidad de electrolito que fluye en la pila electroquímica en cualquier momento rara vez supera un pequeño porcentaje de la cantidad total de electrolito presente (para clasificaciones de energía que corresponden a una descarga a potencia nominal de dos a ocho horas). El flujo puede detenerse fácilmente durante una condición de falla. Como resultado, la vulnerabilidad del sistema a la liberación incontrolada de energía en el caso de las celdas de descarga de radiofrecuencia (RFB) está limitada por la arquitectura del sistema a un pequeño porcentaje de la energía total almacenada. Esta característica contrasta con las arquitecturas de almacenamiento de celdas compactas e integradas (plomo-ácido, NAS, Li-ion), donde la energía completa del sistema está conectada en todo momento y disponible para la descarga.

La separación de potencia y energía también proporciona flexibilidad de diseño en la aplicación de las celdas RFB. La capacidad de potencia (tamaño de la pila) puede ajustarse directamente a la carga asociada o al activo generador. La capacidad de almacenamiento (tamaño de los tanques de almacenamiento) puede ajustarse independientemente a las necesidades de almacenamiento de energía de la aplicación específica. De esta manera, las celdas RFB pueden proporcionar un sistema de almacenamiento optimizado y económico para cada aplicación. Por el contrario, la relación potencia-energía se fija para las celdas integradas en el momento del diseño y la fabricación. Las economías de escala en la producción de celdas limitan la cantidad práctica de diseños de celdas diferentes disponibles. Por lo tanto, las aplicaciones de almacenamiento con celdas integradas suelen tener un exceso de potencia o capacidad energética.

Las RFB se pueden dividir en dos categorías: 1) verdaderasbaterías de flujo redox, donde todas las especies químicas activas en el almacenamiento de energía están completamente disueltas en la solución en todo momento; y 2) baterías híbridas de flujo redox, donde al menos una especie química se deposita como sólido en las celdas electroquímicas durante la carga. Ejemplos de baterías de flujo redox auténticas incluyenlos sistemas vanadio-vanadio y hierro-cromoEntre los ejemplos de RFB híbridos se incluyen los sistemas zinc-bromo y zinc-cloro.