Hoe werken redox-flowbatterijen?
De scheiding van vermogen en energie is een belangrijk onderscheidend kenmerk van RFB's in vergelijking met andereelektrochemische opslagsystemenZoals hierboven beschreven, wordt de systeemenergie opgeslagen in het volume van de elektrolyt, dat gemakkelijk en economisch kan variëren van kilowattuur tot tientallen megawattuur, afhankelijk van de grootte van het systeem.de opslagtanksHet vermogen van het systeem wordt bepaald door de grootte van de stapel elektrochemische cellen. De hoeveelheid elektrolyt die op enig moment door de elektrochemische stapel stroomt, bedraagt zelden meer dan een paar procent van de totale hoeveelheid aanwezige elektrolyt (voor energiewaarden die overeenkomen met ontlading bij nominaal vermogen gedurende twee tot acht uur). De stroom kan gemakkelijk worden gestopt bij een storing. Als gevolg hiervan wordt de kwetsbaarheid van het systeem voor ongecontroleerde energieafgifte bij RFB's door de systeemarchitectuur beperkt tot een paar procent van de totale opgeslagen energie. Dit staat in contrast met verpakte, geïntegreerde celopslagarchitecturen (loodzuur, NAS, Li-ion), waarbij de volledige energie van het systeem te allen tijde is aangesloten en beschikbaar is voor ontlading.
De scheiding van vermogen en energie biedt ook ontwerpflexibiliteit bij de toepassing van RFB's. Het vermogen (stapelgrootte) kan direct worden afgestemd op de bijbehorende belasting of energieopwekkingsinstallatie. De opslagcapaciteit (grootte van de opslagtanks) kan onafhankelijk worden afgestemd op de energieopslagbehoefte van de specifieke toepassing. Op deze manier kunnen RFB's op economische wijze een geoptimaliseerd opslagsysteem voor elke toepassing bieden. Bij geïntegreerde cellen daarentegen ligt de verhouding tussen vermogen en energie vast tijdens het ontwerp en de productie ervan. Schaalvoordelen in de celproductie beperken het aantal verschillende celontwerpen dat praktisch beschikbaar is. Daarom zullen opslagtoepassingen met geïntegreerde cellen doorgaans een overschot aan vermogen of energiecapaciteit hebben.
RFB's kunnen in twee categorieën worden verdeeld: 1) echteredox-flow-batterijen1) waarbij alle chemische soorten die actief zijn in het opslaan van energie te allen tijde volledig in de oplossing zijn opgelost; en 2) hybride redox-flowbatterijen, waarbij ten minste één chemische soort als vaste stof in de elektrochemische cellen wordt afgezet tijdens het laden. Voorbeelden van echte RFB's zijn onder andere:de vanadium-vanadium- en ijzer-chroomsystemenVoorbeelden van hybride RFB's zijn zink-broom- en zink-chloorsystemen.
Geplaatst op: 17 juni 2021