Hur Redox Flow-batterier fungerar

Hur Redox Flow-batterier fungerar

Separationen av kraft och energi är en nyckelskillnad mellan RFB, jämfört med andraelektrokemiska lagringssystem. Som beskrivits ovan lagras systemenergin i volymen elektrolyt, som enkelt och ekonomiskt kan ligga i intervallet från kilowattimmar till tiotals megawattimmar, beroende på storleken pålagringstanken. Systemets kraftförmåga bestäms av storleken på stapeln av elektrokemiska celler. Mängden elektrolyt som strömmar i den elektrokemiska stapeln vid varje ögonblick är sällan mer än några få procent av den totala mängden elektrolyt som finns (för energiklasser som motsvarar urladdning vid märkeffekt under två till åtta timmar). Flödet kan enkelt stoppas under ett feltillstånd. Som ett resultat av detta begränsas systemets sårbarhet för okontrollerat energiutsläpp i fallet med RFB:er av systemarkitekturen till några procent av den totala lagrade energin. Denna funktion står i kontrast till förpackade, integrerade celllagringsarkitekturer (blysyra, NAS, Li Ion), där hela systemets energi är ansluten hela tiden och tillgänglig för urladdning.

Separationen av kraft och energi ger också designflexibilitet vid tillämpningen av RFB. Kraftkapaciteten (stackstorlek) kan skräddarsys direkt till den tillhörande belastningen 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 i cellproduktion begränsar det praktiska antalet olika celldesigner som finns tillgängliga. Därför kommer lagringsapplikationer med integrerade celler vanligtvis att ha ett överskott av kraft eller energikapacitet.

RFB kan delas in i två kategorier: 1) santredoxflödesbatterierdär alla kemiska ämnen som är aktiva vid lagring av energi är helt upplösta i lösning hela tiden; och 2) hybrid redoxflödesbatterier, där minst en kemisk art pläteras som ett fast ämne i de elektrokemiska cellerna under laddning. Exempel på verkliga RFB:er inkluderarsystemen vanadin-vanadin och järn-krom. Exempel på hybrid-RFB inkluderar zink-brom- och zink-klorsystem.