Como funcionam as baterias de fluxo redox

Como funcionam as baterias de fluxo redox

A separação de poder e energia é uma distinção fundamental das RFBs, em comparação com outrassistemas de armazenamento eletroquímico. Conforme descrito acima, a energia do sistema é armazenada no volume de eletrólito, que pode facilmente e economicamente estar na faixa de quilowatts-hora a dezenas de megawatts-hora, dependendo do tamanho doos tanques de armazenamentoA capacidade de energia do sistema é determinada pelo tamanho da pilha de células eletroquímicas. A quantidade de eletrólito que flui na pilha eletroquímica a qualquer momento raramente é maior do que alguns por cento da quantidade total de eletrólito presente (para classificações de energia correspondentes à descarga na potência nominal por duas a oito horas). O fluxo pode ser facilmente interrompido durante uma condição de falha. Como resultado, a vulnerabilidade do sistema à liberação descontrolada de energia no caso de RFBs é limitada pela arquitetura do sistema a alguns por cento da energia total armazenada. Essa característica contrasta com arquiteturas de armazenamento de células integradas e empacotadas (chumbo-ácido, NAS, íons de lítio), nas quais toda a energia do sistema está conectada o tempo todo e disponível para descarga.

A separação de potência e energia também proporciona flexibilidade de projeto na aplicação de RFBs. A capacidade de potência (tamanho da chaminé) pode ser diretamente adaptada à carga associada ou ao ativo gerador. A capacidade de armazenamento (tamanho dos tanques de armazenamento) pode ser adaptada independentemente à necessidade de armazenamento de energia da aplicação específica. Dessa forma, as RFBs podem fornecer economicamente um sistema de armazenamento otimizado para cada aplicação. Em contraste, a relação potência/energia é fixa para células integradas no momento do projeto e da fabricação das células. Economias de escala na produção de células limitam o número prático de diferentes projetos de células disponíveis. Portanto, aplicações de armazenamento com células integradas geralmente terão um excesso de potência ou capacidade energética.

Os RFBs podem ser divididos em duas categorias: 1) verdadeirobaterias de fluxo redox, onde todas as espécies químicas ativas no armazenamento de energia estão totalmente dissolvidas na solução o tempo todo; e 2) baterias de fluxo redox híbridas, onde pelo menos uma espécie química é depositada como um sólido nas células eletroquímicas durante a carga. Exemplos de RFBs verdadeiras incluemos sistemas vanádio-vanádio e ferro-cromoExemplos de RFBs híbridos incluem sistemas de zinco-bromo e zinco-cloro.