Forrás: epfl.ch
A Redox flow akkumulátorok (RFB) újratölthető elemek, amelyek általában két folyékony elektroliton alapulnak. Ezek az elektrolitok tartalmazzák a redox fajokat oldott sók formájában, amelyek az elektromos töltést hordozzák. Az RFB egy központi elektrokémiai cellából (vagy veremből) és két tárolótartályból áll, amelyek mindegyike tartalmazza az egyik elektrolitot. Az akkumulátor működése során az elektrolitokat a tárolótartályokból az elektrokémiai cellába irányítják, ahol az elektroncsere bekövetkezik, majd visszatérnek a tárolótartályba. Mint ilyen, az akkumulátor fokozatosan töltődik vagy kisül, miközben az elektrolitokat átalakítják.
Különböző sók alkalmazhatók redox-aktív anyagként az elektrolitokban, amelyek természete nagymértékben változhat, a fémalapútól a szervesig. Ezenkívül elméletileg lehetséges a pozitív redox párok bármelyikének összeállítása a negatívak bármelyikével, és ez sokféle RFB kémiai reakciót eredményez. Az egyik legelső fejlesztés a Fe / Cr RFB volt, amelyet a NASA-ban tanulmányoztak az 1970-es években. A leggyakoribb és legfejlettebb RFB azonban jelenleg az úgynevezett „all-vanadium” RFB (vagy VRFB). Ebben az akkumulátorban ugyanazt a fémet, a vanádiumot használják minden elektrolitban. Működési elvét az alábbi Youtube-film jól megmagyarázza.
Ezeknek az akkumulátoroknak az egyik fő előnye a többiekhez képest, hogy energia-kapacitásuk független a kimenő teljesítményüktől. Ez a jelentős különbség folyékony természetük közvetlen következménye. Valójában, miközben a cellák mérete és száma diktálja a kimenő teljesítményt, az elektrolittartályok mérete - például az elektrolitok térfogata - meghatározza az akkumulátor energiakapacitását. Ez a leválasztás szélesebb körű alkalmazást tesz lehetővé. Sőt, természetüknél fogva biztonságosabbak, mint a többi elem, és hosszú élettartammal rendelkeznek, anélkül, hogy sok karbantartást igényelnének. Fő hátrányuk a viszonylag alacsony energiasűrűségük, vagyis meglehetősen nagy mennyiséget foglalnak el.
Az RFB-k már kereskedelemben kaphatók, például a következő beszállítók:
Gildemeister - Cellstrom(all-vanádium)
Redflow(cink-bromid)
ViZn(cink-vas)
Imergy(all-vanádium)
UniEnergy Technologies(all-vanádium)
Rongke Power(all-vanádium)
Sokoldalúságuk miatt az RFB-k széles körben alkalmazhatók. Különösen a fotovoltaikus telepet vagy a szélturbinát kiegészítve valósíthatók meg. Valóban alkalmasak a megújuló energia ingadozásának pufferelésére, mivel az időszakos töltés vagy kisülés nem befolyásolja jelentősen az akkumulátor élettartamát, és az RFB-k válaszideje rövid (általában kevesebb, mint 1 másodperc). Az RFB-k integrálhatók a mikrohálózatba is, ahol ugyanolyan szerepet töltenek be a felesleges termelés tárolásában és az áramellátásban, ha a fogyasztás nagyobb, mint a termelés. Az RFB-ket biztonsági rendszerként (vagy UPS-ként) is telepítették, vagy például távközlési állomások távoli területein.
Redox áramlási elemek:
Jellegzetes | Érték |
Teljesítmény tartomány [kW] | 10 – 10,000 |
Teljesítménytartomány [kWh] | 10 – 50,000 |
Élettartam [évek / ciklusok száma] | 10 – 15 / 10,000 – 15,000 |
Térfogati energiasűrűség [Wh / L] | 35 |
Cella feszültsége [V] | 1 – 2.5 |
Töltés / kisütés ideje [h] | 1 – 10 |
Energiahatékonyság [%] | 70 – 80 |
