バナジウムレドックスフロー電池正式名称はバナジウムレドックスフロー電池（VRB）で、活性物質が液体状態で循環するレドックス電池の一種です。鉄クロムレドックス電池は1960年代から存在していましたが、バナジウムレドックス電池は1985年にオーストラリアのニューサウスウェールズ大学のマリア・カコスによって提案され、20年以上の研究開発を経て、技術は成熟期を迎えようとしています。日本では、ピーク調整発電所や風力エネルギー貯蔵用の固定型（EV型とは異なる）バナジウム電池が急速に開発されており、高出力バナジウム電池エネルギー貯蔵システムが実用化され、商業化されています。
電気エネルギーバナジウム電池硫酸電解質中の異なる価数状態のバナジウムイオンに化学エネルギーとして蓄えられ、電解油圧外部ポンプによってバッテリーパックに圧力が加えられます。機械動力の作用により、電解液の油圧がさまざまな液体貯蔵タンクとハーフバッテリーの閉ループ内を循環します。プロトン交換膜がバッテリーパックの隔膜として使用され、電解液が電極表面と平行に流れ、電気化学反応が起こります。溶液に蓄えられた化学エネルギーは、二重電極板を通して電流を集めて伝導することにより、電気エネルギーに変換されます。この可逆反応プロセスにより、バナジウム電池はスムーズに充電、放電、再充電できます。正極電解液はV(Ⅴ)とV(Ⅳ)のイオン溶液からなり、負極電解液はV(Ⅲ)とV(Ⅱ)のイオン溶液からなり、バッテリーの充電では、正極材料はV(Ⅴ)のイオン溶液、V(Ⅱ)のイオン溶液、バッテリーの放電では、正極と負極はそれぞれV(Ⅳ)とV(Ⅲ)のイオン溶液であり、バッテリー内部はH+伝導によって流れます。酸性溶液中では、V(Ⅴ)イオンとV(Ⅳ)イオンはそれぞれVO2+イオンとVO2+イオンの形で存在するため、バナジウム電池の正極反応と負極反応は次のように表すことができます。
充電中の正極：VO2++H2O→VO2++2H++e-
充電時の負極：V3++ e-→V2+
放電陽極: VO2++2H++e-→VO2++H2O
負極の放電: V2+→V3++ e-
エネルギー貯蔵システムとして使用され、バナジウム電池以下の特徴を持つ
1. バッテリーの出力電力はバッテリーの積載量に依存し、エネルギー貯蔵容量は電解液の貯蔵量と濃度に依存するため、設計は非常に柔軟です。出力電力が一定の場合、エネルギー貯蔵容量を増やすには、電解液貯蔵タンクの容量を増やすか、電解液の濃度を上げるだけで済みます。
2. バナジウム電池の活性物質は液体中に存在し、電解質イオンは1種類のみである。バナジウムイオンそのため、他の電池のように充電や放電時に相変化を起こすことがなく、電池の寿命が長い。
3. 充電・放電性能が良好で、バッテリーを損傷することなく深放電が可能。
4. 自己放電が少ない。システムが密閉モードの場合、タンク内の電解液は自己放電現象を起こさない。
5. バナジウム電池の設置場所の自由度が高く、システムは完全自動の閉鎖運転が可能で、汚染がなく、メンテナンスが簡単で、運用コストが低い。
6. バッテリーシステムは爆発や火災の危険性がなく、安全性が高い。
7. 電池部品は主に安価な炭素材料やエンジニアリングプラスチックで構成されており、材料資源が豊富でリサイクルしやすく、電極触媒として貴金属を必要としない。
8. エネルギー効率が高く、最大75%～80%に達し、非常に高いコストパフォーマンスを実現。
9. 起動速度が速く、反応器が電解液で満たされている場合、2分以内に起動でき、運転中の充電および放電状態の切り替えにはわずか0.02秒しかかかりません。
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