Come funzionano le batterie a flusso redox
La separazione tra potenza ed energia è una distinzione fondamentale delle RFB, rispetto ad altresistemi di accumulo elettrochimiciCome descritto sopra, l'energia del sistema è immagazzinata nel volume dell'elettrolita, che può essere facilmente ed economicamente compreso tra i kilowattora e le decine di megawattora, a seconda delle dimensioni dii serbatoi di stoccaggioLa potenza erogabile dal sistema è determinata dalle dimensioni del pacco di celle elettrochimiche. La quantità di elettrolita che scorre nel pacco elettrochimico in un dato momento raramente supera qualche punto percentuale della quantità totale di elettrolita presente (per valori energetici corrispondenti a una scarica alla potenza nominale per un periodo da due a otto ore). Il flusso può essere facilmente interrotto in caso di guasto. Di conseguenza, la vulnerabilità del sistema a un rilascio incontrollato di energia, nel caso delle batterie a flusso redox, è limitata dall'architettura del sistema a qualche punto percentuale dell'energia totale immagazzinata. Questa caratteristica è in contrasto con le architetture di accumulo a celle integrate e confezionate (piombo-acido, NAS, ioni di litio), dove l'intera energia del sistema è connessa in ogni momento e disponibile per la scarica.
La separazione tra potenza ed energia offre anche flessibilità di progettazione nell'applicazione delle batterie ricaricabili a radiofrequenza (RFB). La capacità di potenza (dimensione dello stack) può essere adattata direttamente al carico o all'impianto di generazione associato. La capacità di accumulo (dimensione dei serbatoi di accumulo) può essere adattata indipendentemente alle esigenze di accumulo di energia della specifica applicazione. In questo modo, le RFB possono fornire economicamente un sistema di accumulo ottimizzato per ogni applicazione. Al contrario, il rapporto tra potenza ed energia è fisso per le celle integrate al momento della progettazione e della produzione delle celle stesse. Le economie di scala nella produzione delle celle limitano il numero pratico di diversi design di celle disponibili. Pertanto, le applicazioni di accumulo con celle integrate avranno solitamente un surplus di potenza o di energia.
Le RFB possono essere suddivise in due categorie: 1) verebatterie a flusso redox, dove tutte le specie chimiche attive nell'immagazzinamento di energia sono completamente disciolte in soluzione in ogni momento; e 2) batterie a flusso redox ibride, dove almeno una specie chimica è depositata come solido nelle celle elettrochimiche durante la carica. Esempi di vere RFB includonoi sistemi vanadio-vanadio e ferro-cromoEsempi di batterie a flusso redox ibride includono i sistemi zinco-bromo e zinco-cloro.
Data di pubblicazione: 17 giugno 2021