Hur Redox Flow-batterier fungerar

Hur Redox Flow-batterier fungerar

Separationen av kraft och energi är en viktig skillnad mellan RFB:er jämfört med andraelektrokemiska lagringssystemSom beskrivits ovan lagras systemenergin i elektrolytvolymen, vilken enkelt och ekonomiskt kan ligga i intervallet kilowattimmar till tiotals megawattimmar, beroende på storleken pålagringstankarnaSystemets effektkapacitet bestäms av storleken på stapeln av elektrokemiska celler. Mängden elektrolyt som flödar i den elektrokemiska stapeln vid varje ögonblick är sällan mer än några få procent av den totala mängden elektrolyt som finns närvarande (för energiklassningar motsvarande urladdning vid nominell effekt i två till åtta timmar). Flödet kan lätt stoppas under ett feltillstånd. Som ett resultat begränsas systemets sårbarhet för okontrollerad energifrisättning i fallet med RFB av systemarkitekturen till några få procent av den totala lagrade energin. Denna funktion står i kontrast till paketerade, integrerade celllagringsarkitekturer (bly-syra, NAS, litiumjon), där systemets fulla energi är ansluten hela tiden och tillgänglig för urladdning.

Separationen av kraft och energi ger också designflexibilitet vid tillämpningen av RFB:er. Effektkapaciteten (stackstorlek) kan anpassas direkt till den tillhörande lasten eller genererande tillgången. Lagringskapaciteten (storleken på lagringstankar) kan skräddarsys oberoende av energilagringsbehovet för den specifika applikationen. På detta sätt kan RFB:er ekonomiskt tillhandahålla ett optimerat lagringssystem för varje applikation. Däremot är förhållandet mellan effekt och energi fast för integrerade celler vid tidpunkten för design och tillverkning av cellerna. Skalfördelar vid cellproduktion begränsar det praktiska antalet olika celldesigner som är tillgängliga. Därför kommer lagringsapplikationer med integrerade celler vanligtvis att ha ett överskott av effekt- eller energikapacitet.

RFB:er kan delas in i två kategorier: 1) sannaredoxflödesbatterier, där alla kemiska ämnen som är aktiva i energilagring är helt upplösta i lösning hela tiden; och 2) hybrida redoxflödesbatterier, där minst en kemisk ämne pläteras som ett fast ämne i de elektrokemiska cellerna under laddning. Exempel på verkliga RFB:er inkluderarvanadin-vanadin- och järn-krom-systemenExempel på hybrid-RFB:er inkluderar zink-brom- och zink-klor-system.