Comment fonctionnent les batteries redox à flux ?

Comment fonctionnent les batteries redox à flux ?

La séparation de la puissance et de l'énergie est une caractéristique essentielle des ballons à flux redox, par rapport aux autres.systèmes de stockage électrochimiquesComme décrit précédemment, l'énergie du système est stockée dans le volume d'électrolyte, qui peut facilement et économiquement se situer entre quelques kilowattheures et plusieurs dizaines de mégawattheures, selon la taille du système.les réservoirs de stockageLa capacité de puissance du système est déterminée par la taille de l'empilement de cellules électrochimiques. La quantité d'électrolyte circulant dans l'empilement à un instant donné dépasse rarement quelques pour cent de la quantité totale d'électrolyte présente (pour des puissances nominales correspondant à une décharge à puissance nominale pendant deux à huit heures). Le flux peut être facilement interrompu en cas de défaut. Par conséquent, la vulnérabilité du système à une libération d'énergie incontrôlée, dans le cas des batteries redox à flux (RFB), est limitée par l'architecture du système à quelques pour cent de l'énergie totale stockée. Cette caractéristique contraste avec les architectures de stockage d'énergie intégrées et conditionnées (plomb-acide, NAS, lithium-ion), où la totalité de l'énergie du système est connectée en permanence et disponible pour la décharge.

La séparation de la puissance et de l'énergie offre une grande flexibilité de conception pour les batteries redox à flux (RFB). La puissance (taille de l'empilement) peut être adaptée directement à la charge ou à la source de production. La capacité de stockage (taille des réservoirs) peut être adaptée indépendamment aux besoins de stockage d'énergie de l'application. Ainsi, les RFB permettent de fournir un système de stockage optimisé et économique pour chaque application. À l'inverse, le rapport puissance/énergie est fixe pour les cellules intégrées dès leur conception et fabrication. Les économies d'échelle réalisées dans la production des cellules limitent le nombre de modèles différents disponibles. Par conséquent, les applications de stockage avec des cellules intégrées présentent généralement une puissance ou une énergie excédentaire.

Les RFB peuvent être divisées en deux catégories : 1) vraiesbatteries à flux redox, où toutes les espèces chimiques actives dans le stockage de l'énergie sont totalement dissoutes en solution en permanence ; et 2) les batteries redox à flux hybrides, où au moins une espèce chimique est déposée sous forme solide dans les cellules électrochimiques pendant la charge. Exemples de véritables batteries redox à flux :les systèmes vanadium-vanadium et fer-chrome. Parmi les exemples de batteries redox hybrides, on peut citer les systèmes zinc-brome et zinc-chlore.