레독스 흐름 전지의 작동 원리

레독스 흐름 전지의 작동 원리

RFB는 다른 에너지원과 비교했을 때 전력과 에너지가 분리되어 있다는 점이 핵심적인 특징입니다.전기화학적 에너지 저장 시스템앞서 설명한 바와 같이, 시스템 에너지는 전해액의 부피 내에 저장되며, 전해액의 크기는 용량에 따라 수 킬로와트시에서 수십 메가와트시까지 쉽고 경제적으로 구현할 수 있습니다.저장 탱크시스템의 전력 용량은 전기화학 전지 스택의 크기에 따라 결정됩니다. 전기화학 스택에 흐르는 전해액의 양은 언제든지 전체 전해액량의 몇 퍼센트를 넘는 경우가 드뭅니다(정격 출력으로 2~8시간 방전 시의 에너지 등급 기준). 고장 발생 시에도 전해액의 흐름을 쉽게 차단할 수 있습니다. 따라서 RFB의 경우, 제어되지 않는 에너지 방출에 대한 시스템의 취약성은 시스템 구조상 전체 저장 에너지의 몇 퍼센트로 제한됩니다. 이러한 특징은 시스템의 전체 에너지가 항상 방출 가능한 상태로 유지되는 패키지형 통합 전지 저장 구조(납축전지, NAS, 리튬 이온 전지)와는 대조적입니다.

전력과 에너지의 분리는 RFB(레독스 흐름 배터리) 적용에 있어 설계 유연성을 제공합니다. 전력 용량(스택 크기)은 관련 부하 또는 발전 설비에 맞춰 직접 조정할 수 있습니다. 저장 용량(저장 탱크 크기)은 특정 응용 분야의 에너지 저장 요구 사항에 따라 독립적으로 조정할 수 있습니다. 이러한 방식으로 RFB는 각 응용 분야에 최적화된 에너지 저장 시스템을 경제적으로 제공할 수 있습니다. 반면, 일체형 셀의 경우 전력 대 에너지 비율은 셀 설계 및 제조 시점에 고정됩니다. 셀 생산의 규모의 경제로 인해 실제로 사용 가능한 다양한 셀 설계의 수가 제한됩니다. 따라서 일체형 셀을 사용하는 에너지 저장 응용 분야는 일반적으로 전력 또는 에너지 용량이 과잉되는 경우가 많습니다.

RFB는 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다: 1) 참레독스 흐름 전지1) 에너지 저장에 관여하는 모든 화학 물질이 항상 용액에 완전히 용해되어 있는 순수 레독스 흐름 배터리, 그리고 2) 충전 중에 적어도 하나의 화학 물질이 전기화학 전지에 고체로 도금되는 하이브리드 레독스 흐름 배터리가 있습니다. 순수 레독스 흐름 배터리의 예로는 다음과 같은 것들이 있습니다.바나듐-바나듐 및 철-크롬 시스템하이브리드 RFB의 예로는 아연-브롬 및 아연-염소 시스템이 있습니다.