Батарея Redox Flow для солнечных панелей

Источник: epfl.ch

Проточные окислительно-восстановительные батареи (RFB) представляют собой перезаряжаемые батареи, в основе которых обычно лежат два жидких электролита. Эти электролиты содержат редокс-частицы в виде растворенных солей, которые несут электрический заряд. RFB состоит из центральной электрохимической ячейки (или батареи) и двух резервуаров для хранения, каждый из которых содержит один из электролитов. Во время работы батареи электролиты направляются из резервуаров для хранения в электрохимический элемент, где происходит обмен электронами, а затем возвращаются в резервуар для хранения. Таким образом, батарея постепенно заряжается или разряжается во время преобразования электролитов.

В качестве окислительно-восстановительно-активных веществ в электролитах могут использоваться различные соли, природа которых может сильно варьироваться от металлов до органических. Более того, теоретически возможно объединить любую положительную окислительно-восстановительную пару с любой отрицательной, и это приводит к большому разнообразию химического состава RFB. Одним из самых первых разработанных был Fe / Cr RFB, изученный в НАСА в 1970-х годах. Однако наиболее распространенным и наиболее передовым RFB в настоящее время является так называемый «полностью ванадиевый» RFB (или VRFB). В этой батарее один и тот же металл, ванадий, используется в каждом электролите. Его принцип работы хорошо объяснен в видео на Youtube ниже.

Одно из основных преимуществ этих конкретных батарей по сравнению с другими заключается в том, что их энергоемкость не зависит от их выходной мощности. Эта значительная разница является прямым следствием их жидкой природы. Действительно, в то время как размер и количество ячеек определяют выходную мощность, размер резервуаров с электролитом - т.е. объем электролитов - определяет энергоемкость батареи. Эта развязка позволяет использовать более широкий спектр приложений. Более того, они по своей сути более безопасны, чем другие батареи, и имеют длительный срок службы, не требуя особого обслуживания. Их главный недостаток - относительно низкая плотность энергии, а это означает, что они занимают довольно большой объем.

RFB в настоящее время коммерчески доступны, например, у следующих поставщиков:

1. Гильдемейстер - Cellstrom(полностью ванадий)

2. Redflow(бромид цинка)

3. ViZn(цинк-железо)

4. Имергия(полностью ванадий)

5. UniEnergy Technologies(полностью ванадий)

6. Rongke Power(полностью ванадий)

Благодаря своей универсальности RFB могут использоваться в широком спектре приложений. В частности, они могут быть реализованы в качестве дополнения к фотоэлектрической ферме или ветряной турбине. Действительно, они хорошо подходят для буферизации колебаний возобновляемой энергии, поскольку периодическая зарядка или разрядка не оказывает значительного влияния на срок службы батареи, а время отклика RFB короткое (обычно менее 1 с). RFB также могут быть интегрированы в сеть микросетей, где они играют ту же роль по хранению избыточной продукции и снабжению электроэнергией, когда потребление превышает производство. RFB также устанавливаются в качестве резервных систем (или систем бесперебойного питания) или, например, в удаленных районах для телекоммуникационных станций.

Проточные окислительно-восстановительные батареи в цифрах: