Come funzionano le batterie a flusso Redox

Come funzionano le batterie a flusso Redox

La separazione di potenza ed energia è una distinzione fondamentale degli RFB rispetto ad altrisistemi di accumulo elettrochimicoCome descritto sopra, l'energia del sistema viene immagazzinata nel volume dell'elettrolita, che può essere facilmente ed economicamente compreso tra kilowattora e decine di megawattora, a seconda delle dimensioni dell'i serbatoi di stoccaggioLa capacità di potenza del sistema è determinata dalle dimensioni dello stack di celle elettrochimiche. La quantità di elettrolita che scorre nello stack elettrochimico in qualsiasi momento raramente supera una piccola percentuale della quantità totale di elettrolita presente (per livelli di energia corrispondenti a una scarica alla potenza nominale per due-otto ore). Il flusso può essere facilmente interrotto in caso di guasto. Di conseguenza, la vulnerabilità del sistema al rilascio incontrollato di energia nel caso di batterie RFB è limitata dall'architettura del sistema a una piccola percentuale dell'energia totale immagazzinata. Questa caratteristica è in contrasto con le architetture di accumulo a celle integrate e packaged (piombo-acido, NAS, Li-Ion), in cui l'intera energia del sistema è costantemente connessa e disponibile per la scarica.

La separazione di potenza ed energia offre inoltre flessibilità di progettazione nell'applicazione delle batterie RFB. La capacità di potenza (dimensioni dello stack) può essere adattata direttamente al carico associato o alla risorsa di generazione. La capacità di accumulo (dimensioni dei serbatoi di accumulo) può essere adattata in modo indipendente alle esigenze di accumulo energetico dell'applicazione specifica. In questo modo, le batterie RFB possono fornire economicamente un sistema di accumulo ottimizzato per ciascuna applicazione. Al contrario, il rapporto potenza/energia per le celle integrate è fissato al momento della progettazione e della produzione delle celle. Le economie di scala nella produzione delle celle limitano il numero effettivo di diversi design di celle disponibili. Pertanto, le applicazioni di accumulo con celle integrate avranno solitamente un eccesso di capacità di potenza o di energia.

Gli RFB possono essere suddivisi in due categorie: 1) veribatterie a flusso redox, dove tutte le specie chimiche attive nell'immagazzinamento di energia sono completamente disciolte in soluzione in ogni momento; e 2) batterie ibride a flusso redox, dove almeno una specie chimica è placcata come solido nelle celle elettrochimiche durante la carica. Esempi di vere batterie a flusso redox includonoi sistemi vanadio-vanadio e ferro-cromoEsempi di RFB ibridi includono i sistemi zinco-bromo e zinco-cloro.