Comment fonctionnent les batteries Redox Flow
La séparation de la puissance et de l'énergie est une distinction clé des RFB, par rapport aux autressystèmes de stockage électrochimique. Comme décrit ci-dessus, l'énergie du système est stockée dans le volume d'électrolyte, qui peut facilement et économiquement être de l'ordre de kilowattheures à des dizaines de mégawattheures, selon la taille deles réservoirs de stockageLa capacité énergétique du système est déterminée par la taille de l'empilement de cellules électrochimiques. La quantité d'électrolyte circulant dans l'empilement électrochimique à un instant donné dépasse rarement quelques pour cent de la quantité totale d'électrolyte présente (pour des valeurs énergétiques correspondant à une décharge à puissance nominale pendant deux à huit heures). Le débit peut facilement être interrompu en cas de défaut. Par conséquent, la vulnérabilité du système à une libération d'énergie incontrôlée dans le cas des RFB est limitée par l'architecture du système à quelques pour cent de l'énergie totale stockée. Cette caractéristique contraste avec les architectures de stockage de cellules intégrées et conditionnées (plomb-acide, NAS, Li-ion), où la totalité de l'énergie du système est connectée à tout moment et disponible pour la décharge.
La séparation puissance/énergie offre également une flexibilité de conception pour l'application des RFB. La capacité de puissance (taille de la pile) peut être directement adaptée à la charge ou au générateur associé. La capacité de stockage (taille des réservoirs) peut être adaptée indépendamment aux besoins de stockage d'énergie de l'application spécifique. Ainsi, les RFB peuvent fournir un système de stockage optimisé et économique pour chaque application. En revanche, le rapport puissance/énergie est fixé pour les cellules intégrées dès la conception et la fabrication. Les économies d'échelle liées à la production de cellules limitent le nombre de modèles de cellules disponibles. Par conséquent, les applications de stockage avec cellules intégrées présentent généralement une capacité de puissance ou d'énergie excédentaire.
Les RFB peuvent être divisés en deux catégories : 1) vraibatteries à flux redox, où toutes les espèces chimiques actives dans le stockage d'énergie sont entièrement dissoutes en solution à tout moment ; et 2) les batteries hybrides à flux redox, où au moins une espèce chimique est déposée sous forme solide dans les cellules électrochimiques pendant la charge. Voici quelques exemples de véritables batteries à flux redox :les systèmes vanadium-vanadium et fer-chromeLes exemples de RFB hybrides comprennent les systèmes zinc-brome et zinc-chlore.
Date de publication : 17 juin 2021