Como funcionam as baterias de fluxo redox

Como funcionam as baterias de fluxo redox

A separação entre potência e energia é uma distinção fundamental das baterias de fluxo redox (RFBs), em comparação com outras.sistemas de armazenamento eletroquímicoConforme descrito acima, a energia do sistema é armazenada no volume do eletrólito, que pode variar de forma fácil e econômica na faixa de quilowatts-hora a dezenas de megawatts-hora, dependendo do tamanho.os tanques de armazenamentoA capacidade de potência do sistema é determinada pelo tamanho da pilha de células eletroquímicas. A quantidade de eletrólito que flui na pilha eletroquímica em qualquer instante raramente ultrapassa 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 falha. Consequentemente, a vulnerabilidade do sistema à liberação descontrolada de energia, no caso de baterias de fluxo redox (RFBs), é limitada pela arquitetura do sistema a alguns por cento da energia total armazenada. Essa característica contrasta com as arquiteturas de armazenamento de células integradas e encapsuladas (chumbo-ácido, NAS, íon-lítio), onde toda a energia do sistema está conectada o tempo todo e disponível para descarga.

A separação entre potência e energia também proporciona flexibilidade de projeto na aplicação de baterias de fluxo redox (RFBs). A capacidade de potência (tamanho da pilha) pode ser diretamente adaptada à carga ou ao ativo de geração associado. 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, de maneira econômica, um sistema de armazenamento otimizado para cada aplicação. Em contraste, a relação entre potência e energia é fixa para células integradas no momento do projeto e da fabricação das células. As economias de escala na produção de células limitam o número prático de diferentes projetos de células disponíveis. Portanto, as aplicações de armazenamento com células integradas geralmente terão um excesso de capacidade de potência ou energia.

Os RFBs podem ser divididos em duas categorias: 1) verdadeirosbaterias 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 verdadeiras baterias de fluxo redox incluemos sistemas vanádio-vanádio e ferro-cromoExemplos de baterias de fluxo redox híbridas incluem sistemas de zinco-bromo e zinco-cloro.