Zdroj: epfl.ch
Průtokové baterie Redox (RFB) jsou dobíjecí baterie, které jsou obecně založeny na dvou kapalných elektrolytech. Tyto elektrolyty obsahují redoxní druhy ve formě rozpuštěných solí, které nesou elektrický náboj. RFB se skládá z centrální elektrochemické buňky (nebo zásobníku) a ze dvou skladovacích nádrží, z nichž každá obsahuje jeden z elektrolytů. Během provozu baterie jsou elektrolyty směrovány ze skladovacích nádrží do elektrochemického článku, kde dochází k výměně elektronů a poté se vracejí do zásobníku. Baterie se proto během převodu elektrolytů postupně nabíjí nebo vybíjí.
Různé soli mohou být použity jako redox aktivní druhy v elektrolytech, které se příroda může značně lišit od kovové až po organickou. Navíc je teoreticky možné sestavit kterýkoli z pozitivních redox párů k některému z negativních, což vede k široké škále rfb chemií. Jedním z prvních vyvinutých byl Fe/Cr RFB, studovaný na NASA v 70. letech. Nejběžnější a nejpokročilejší RFB je však v současné době tzv. "all-vanadium" RFB (nebo VRFB). V této baterii se v každém elektrolytu používá stejný kov, vanad. Jeho pracovní princip je dobře vysvětlen ve filmu YouTube níže.
Jednou z hlavních výhod těchto konkrétních baterií ve srovnání s ostatními je, že mají energetickou kapacitu, která je nezávislá na jejich výstupním výkonu. Tento významný rozdíl je přímým důsledkem jejich likvidní povahy. Zatímco velikost a počet článků určují výkon, velikost nádrží na elektrolyty ( tj. objem elektrolytů - určuje energetickou kapacitu baterie. Toto oddělení umožňuje širší škálu aplikací. Navíc jsou ze své podstaty bezpečnější než jiné baterie a mají dlouhou životnost, aniž by vyžadovaly velkou údržbu. Jejich hlavní nevýhodou je jejich relativně nízká hustota energie, což znamená, že zabírají poměrně velký objem.
RfB jsou nyní komerčně dostupné, například od těchto dodavatelů:
Gildemeister – Cellstrom(all-vanad)
Červený tok(zinekbromid)
ViZn(zink-železo)
Imergie(all-vanad)
UniEnergy Technologies(all-vanad)
Síla Rongke(all-vanad)
Vzhledem k jejich univerzálnosti mohou být RFB použity pro širokou škálu aplikací. Zejména mohou být implementovány v doplňkovosti s fotovoltaickou farmou nebo větrnou turbínou. Ve skutečnosti jsou vhodné pro ukládání fluktuací energie z obnovitelných zdrojů do vyrovnávací paměti, protože přerušované nabíjení nebo vybíjení významně neovlivňuje životnost baterie a doba odezvy rfb je krátká (obvykle menší než 1s). RFB mohou být také integrovány do mikromřížové sítě, kde hrají stejnou roli při ukládání přebytečné výroby a dodávkách energie, když je spotřeba vyšší než výroba. RfB byly také instalovány jako záložní (nebo UPS) systémy, nebo například ve vzdálených oblastech pro telekomunikační stanice.
Průtokové baterie Redox v číslech:
charakteristický | hodnota |
Rozsah výkonu [kW] | 10 – 10,000 |
Rozsah kapacity [kWh] | 10 – 50,000 |
Životnost [roky / # cyklů] | 10 – 15 / 10,000 – 15,000 |
Objemová hustota energie [Wh/L] | 35 |
Napětí článků [V] | 1 – 2.5 |
Doba nabíjení/vybíjení [h] | 1 – 10 |
Energetická účinnost [%] | 70 – 80 |
