Izvor: epfl.ch
Redoks protočne baterije (RFB) su punjive baterije, koje se općenito temelje na dva tekuća elektrolita. Ovi elektroliti sadrže redoks vrste u obliku otopljenih soli, koje nose električni naboj. RFB se sastoji od središnje elektrokemijske ćelije (ili stoga) i dva spremnika, od kojih svaki sadrži jedan elektrolit. Tijekom rada baterije elektroliti se usmjeravaju iz spremnika u elektrokemijsku ćeliju, gdje dolazi do razmjene elektrona, a zatim se vraćaju u spremnik. Kao takva, baterija se progresivno puni ili prazni dok se elektroliti pretvaraju.
Različite soli mogu se koristiti kao redoks aktivne vrste u elektrolitima, što priroda može uvelike varirati u rasponu od metala do organskog. Štoviše, teoretski je moguće sastaviti bilo koji od pozitivnih redoks parova na bilo koji od negativnih i to rezultira velikom raznolikošću RFB kemije. Jedan od prvih razvijenih bio je Fe/Cr RFB, studirao u NASA-i 1970-ih. Međutim, najčešći i najnapredniji RFB trenutno je tzv. U ovoj bateriji u svakom elektrolitu koristi se isti metal, vanadij. Njegov princip rada dobro je objašnjen u youtube filmu u nastavku.
Jedna od glavnih prednosti ovih specifičnih baterija, u usporedbi s drugima, je da imaju energetski kapacitet koji je neovisan o njihovoj izlaznoj snazi. Ova značajna razlika izravna je posljedica njihove tekuće prirode. Naime, dok veličina i broj ćelija diktiraju izlaznu snagu, veličina spremnika elektrolita – odnosno volumen elektrolita – određuje energetski kapacitet baterije. Ovo razdvajanje omogućuje širi raspon primjena. Štoviše, oni su suštinski sigurniji od drugih baterija i imaju dug vijek trajanja, bez potrebe za mnogo održavanja. Njihov glavni nedostatak je njihova relativno niska gustoća energije, što znači da zauzimaju prilično veliki volumen.
RFB-ovi su sada komercijalno dostupni, na primjer od strane sljedećih dobavljača:
Gildemeister – Celstrom(all-vanadium)
Crveni tok(cink-bromid)
ViZn(cink-željezo)
Imergij(all-vanadium)
UniEnergy tehnologije(all-vanadium)
Rongke snaga(all-vanadium)
Zbog svoje svestranosti, RFB-ovi se mogu koristiti za širok raspon primjena. Konkretno, mogu se provesti u komplementarnosti s fotonaponskom farmom ili vjetroturbinom. Doista, prikladni su za buffering fluktuacija obnovljive energije jer povremeni naboj ili pražnjenje ne utječu značajno na vijek trajanja baterije, a vrijeme odziva RFB-ova je kratko (obično manje od 1s). RFB-ovi se također mogu integrirati u mrežu mikromreža, gdje imaju istu ulogu u skladištenju viška proizvodnje i opskrbi električnom energijom kada je potrošnja veća od proizvodnje. RFB-ovi su također instalirani kao rezervni (ili UPS) sustavi ili u udaljenim područjima za telekomunikacijske stanice, na primjer.
Redoks protočne baterije u brojevima:
karakterističan | vrijednost |
Raspon snage [kW] | 10 – 10,000 |
Raspon kapaciteta [kWh] | 10 – 50,000 |
Životni vijek [godine / # ciklusa] | 10 – 15 / 10,000 – 15,000 |
Gustoća volumetrijske energije [Wh/L] | 35 |
Napon ćelije [V] | 1 – 2.5 |
Vrijeme punjenja/pražnjenja [h] | 1 – 10 |
Energetska učinkovitost [%] | 70 – 80 |