レドックスフロー電池の仕組み

レドックスフロー電池の仕組み

電力とエネルギーの分離は、他のものと比較してRFBの重要な特徴である。電気化学貯蔵システム上述のように、システムのエネルギーは電解質の体積に蓄えられ、その大きさに応じてキロワット時から数十メガワット時の範囲で容易にかつ経済的に蓄えることができる。貯蔵タンクシステムの電力容量は、電気化学セルのスタックサイズによって決まります。電気化学スタック内を流れる電解液の量は、常に総電解液量の数%を超えることはほとんどありません（定格出力で2～8時間放電した場合のエネルギー定格の場合）。故障時には、電解液の流れを簡単に止めることができます。その結果、RFBの場合、制御不能なエネルギー放出に対するシステムの脆弱性は、システムアーキテクチャによって、蓄えられた総エネルギーの数%に制限されます。この点は、システムの全エネルギーが常に接続され、放電に利用できるパッケージ化された統合型セルストレージアーキテクチャ（鉛蓄電池、NAS、リチウムイオン）とは対照的です。

電力とエネルギーの分離は、RFBの適用において設計の柔軟性も提供します。電力容量（スタックサイズ）は、関連する負荷または発電設備に合わせて直接調整できます。貯蔵容量（貯蔵タンクのサイズ）は、特定のアプリケーションのエネルギー貯蔵ニーズに合わせて個別に調整できます。このように、RFBは各アプリケーションに最適な貯蔵システムを経済的に提供できます。一方、一体型セルの場合、電力とエネルギーの比率はセルの設計・製造時に固定されます。セル生産における規模の経済性により、利用可能なセル設計の数は実質的に制限されます。したがって、一体型セルを備えた貯蔵アプリケーションでは、通常、電力またはエネルギー容量が過剰になります。

RFBは2つのカテゴリーに分けられます: 1) 真のレドックスフロー電池1) エネルギー貯蔵に有効な化学種が常に溶液中に完全に溶解しているハイブリッド型レドックスフロー電池。2) 充電時に少なくとも1つの化学種が電気化学セル内に固体として存在するハイブリッド型レドックスフロー電池。真のRFBの例としては、バナジウム-バナジウム系および鉄-クロム系ハイブリッドRFBの例としては、亜鉛-臭素系や亜鉛-塩素系などがあります。