Cómo funcionan las baterías de flujo redox
La separación de potencia y energía es una distinción clave de las RFB, en comparación con otras.sistemas de almacenamiento electroquímicoComo se describió anteriormente, la energía del sistema se almacena en el volumen del electrolito, que puede estar fácil y económicamente en el rango de kilovatios-hora a decenas de megavatios-hora, dependiendo del tamaño delos tanques de almacenamientoLa capacidad de potencia del sistema está determinada por el tamaño del conjunto de celdas electroquímicas. La cantidad de electrolito que fluye en el conjunto electroquímico en un momento dado rara vez supera un pequeño porcentaje de la cantidad total de electrolito presente (para potencias nominales correspondientes a una descarga a potencia nominal durante dos a ocho horas). El flujo puede interrumpirse fácilmente en caso de fallo. Por consiguiente, la vulnerabilidad del sistema a una liberación de energía incontrolada en el caso de las baterías de flujo redox (RFB) se limita, gracias a la arquitectura del sistema, a un pequeño porcentaje de la energía total almacenada. Esta característica contrasta con las arquitecturas de almacenamiento de celdas integradas y empaquetadas (plomo-ácido, NAS, iones de litio), donde la energía total del sistema está conectada en todo momento y disponible para su descarga.
La separación de potencia y energía también proporciona flexibilidad de diseño en la aplicación de baterías de flujo redox (RFB). La capacidad de potencia (tamaño del conjunto) se puede adaptar directamente a la carga o al activo generador asociado. La capacidad de almacenamiento (tamaño de los tanques de almacenamiento) se puede adaptar de forma independiente a las necesidades de almacenamiento de energía de la aplicación específica. De esta manera, las RFB pueden proporcionar económicamente un sistema de almacenamiento optimizado para cada aplicación. En cambio, la relación entre potencia y energía es fija para las celdas integradas en el momento del diseño y la fabricación de las mismas. Las economías de escala en la producción de celdas limitan el número práctico de diseños de celdas diferentes disponibles. Por lo tanto, las aplicaciones de almacenamiento con celdas integradas generalmente tendrán un exceso de capacidad de potencia o energía.
Los RFB se pueden dividir en dos categorías: 1) verdaderobaterías de flujo redox1) baterías de flujo redox híbridas, donde todas las especies químicas activas en el almacenamiento de energía están completamente disueltas en la solución en todo momento; y 2) baterías de flujo redox híbridas, donde al menos una especie química se deposita como un sólido en las celdas electroquímicas durante la carga. Ejemplos de verdaderas baterías de flujo redox incluyen:los sistemas vanadio-vanadio y hierro-cromoAlgunos ejemplos de baterías de flujo redox híbridas son los sistemas de zinc-bromo y zinc-cloro.
Fecha de publicación: 17 de junio de 2021