Hvordan Redox Flow-batterier fungerer

Hvordan Redox Flow-batterier fungerer

Separasjonen av kraft og energi er et sentralt skille mellom RFB-er, sammenlignet med andreelektrokjemiske lagringssystemer. Som beskrevet ovenfor lagres systemenergien i volumet av elektrolytt, som enkelt og økonomisk kan ligge i området fra kilowatt-timer til titalls megawatt-timer, avhengig av størrelsen pålagertankene. Systemets kraftkapasitet bestemmes av størrelsen på stabelen av 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). Strømmen kan enkelt stoppes under en feiltilstand. Som et resultat er systemets sårbarhet for ukontrollert energifrigjøring i tilfelle av RFB-er begrenset av systemarkitekturen til noen få prosent av den totale energien som er lagret. Denne funksjonen står i kontrast til pakkede, integrerte cellelagringsarkitekturer (blysyre, NAS, Li Ion), der hele energien til systemet er tilkoblet til enhver tid og tilgjengelig for utlading.

Separasjonen av kraft og energi gir også designfleksibilitet ved bruk av RFB-er. Strømkapasiteten (stabelstørrelse) kan skreddersys direkte til den tilknyttede belastningen eller genereringsmiddelet. Lagringskapasiteten (størrelsen på lagringstanker) kan skreddersys uavhengig til energilagringsbehovet til den spesifikke applikasjonen. På denne måten kan RFB-er økonomisk gi et optimalisert lagringssystem for hver applikasjon. Derimot er forholdet mellom kraft og energi fastsatt 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) sanneredoksstrømsbatterier, hvor alle de kjemiske artene som er aktive i å lagre energi er fullstendig oppløst i løsning til enhver tid; og 2) hybrid redox flow-batterier, hvor minst én kjemisk art er belagt som et fast stoff i de elektrokjemiske cellene under ladning. Eksempler på ekte RFB-er inkluderervanadium-vanadium og jern-krom-systemene. Eksempler på hybride RFB-er inkluderer sink-brom- og sink-klor-systemer.