Hvordan Redox Flow-batterier fungerer

Hvordan Redox Flow-batterier fungerer

Separasjon av kraft og energi er et viktig skille mellom RFB-er sammenlignet med andreelektrokjemiske lagringssystemerSom beskrevet ovenfor lagres systemenergien i elektrolyttvolumet, som enkelt og økonomisk kan være i området kilowattimer til titalls megawattimer, avhengig av størrelsen pålagringstankeneSystemets effektkapasitet bestemmes av størrelsen på stabelen med elektrokjemiske celler. Mengden elektrolytt som strømmer i den elektrokjemiske stabelen til enhver tid er sjelden mer enn noen få prosent av den totale mengden elektrolytt som er tilstede (for energiklassifiseringer som tilsvarer utladning ved nominell effekt i to til åtte timer). Strømningen kan enkelt stoppes under en feiltilstand. Som et resultat er systemets sårbarhet for ukontrollert energifrigjøring i tilfelle RFB-er begrenset av systemarkitekturen til noen få prosent av den totale lagrede energien. Denne funksjonen står i kontrast til pakkede, integrerte cellelagringsarkitekturer (bly-syre, NAS, Li-ion), der systemets fulle energi er tilkoblet til enhver tid og tilgjengelig for utladning.

Separasjonen av kraft og energi gir også designfleksibilitet i bruken av RFB-er. Kraftkapasiteten (stabelstørrelse) kan skreddersys direkte til den tilhørende lasten eller genereringsmiddelet. Lagringskapasiteten (størrelsen på lagringstankene) kan skreddersys uavhengig til energilagringsbehovet til den spesifikke applikasjonen. På denne måten kan RFB-er økonomisk gi et optimalisert lagringssystem for hver applikasjon. I motsetning til dette er forholdet mellom kraft og energi fast for integrerte celler på tidspunktet for design og produksjon av cellene. Stordriftsfordeler i celleproduksjon begrenser det praktiske antallet forskjellige celledesign som er tilgjengelige. Derfor vil lagringsapplikasjoner med integrerte celler vanligvis ha et overskudd av kraft eller energikapasitet.

RFB-er kan deles inn i to kategorier: 1) sanneredoksstrømningsbatterier, hvor alle de kjemiske artene som er aktive i lagring av energi er fullstendig oppløst i løsning til enhver tid; og 2) hybride redoksstrømningsbatterier, hvor minst én kjemisk art er belagt som et fast stoff i de elektrokjemiske cellene under lading. Eksempler på ekte RFB-er inkluderervanadium-vanadium- og jern-krom-systemeneEksempler på hybride RFB-er inkluderer sink-brom- og sink-klor-systemer.