Como funcionam as baterias Redox Flow

Como funcionam as baterias Redox Flow

A separação entre poder e energia é uma distinção fundamental dos RFBs, em comparação com outrossistemas 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 armazenamento. A capacidade de potência 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 superior a uma pequena porcentagem 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 libertação descontrolada de energia, no caso dos RFBs, é limitada pela arquitectura do sistema a uma pequena percentagem da energia total armazenada. Esse recurso contrasta com arquiteturas de armazenamento de células integradas e empacotadas (chumbo-ácido, NAS, íons de lítio), onde 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 energia (tamanho da pilha) pode ser diretamente adaptada à carga associada ou ao ativo gerador. A capacidade de armazenamento (tamanho dos tanques de armazenamento) pode ser adaptada de forma independente às necessidades de armazenamento de energia da aplicação específica. Dessa forma, os RFBs podem fornecer economicamente um sistema de armazenamento otimizado para cada aplicação. Em contraste, a relação entre potência e energia é fixada para células integradas no momento do projeto e fabricação das células. As economias de escala na produção de células limitam o número prático de diferentes designs de células disponíveis. Conseqüentemente, aplicações de armazenamento com células integradas geralmente terão excesso de potência ou capacidade energética.

As RFBs podem ser divididas em duas categorias: 1) verdadeirasbaterias de fluxo redox, onde todas as espécies químicas ativas no armazenamento de energia estão sempre totalmente dissolvidas em solução; e 2) baterias híbridas de fluxo redox, onde pelo menos uma espécie química é plaqueada como um sólido nas células eletroquímicas durante a carga. Exemplos de RFBs verdadeiros incluemos sistemas vanádio-vanádio e ferro-cromo. Exemplos de RFBs híbridos incluem sistemas zinco-bromo e zinco-cloro.