Aflödesbatteriär en typ av laddningsbart batterisystem som består av flera viktiga komponenter: en stack, elektrolyter, elektrolytlagringstankar, cirkulationspumpar, rörledningar, extrautrustning och övervaknings- och skyddsanordningar. Sedanflödesbatterierhar starka oxidativa och reduktiva egenskaper måste alla komponenter vara gjorda av korrosionsbeständiga material, vanligtvis plast eller korrosionsskyddande foder.
Elektrolytlagringstankaranvänds för att hålla elektrolyterna och är vanligtvis gjorda av material som t.exPP,PVC, ellerPÅ. Säkerheten och tillförlitligheten för dessa tankar är avgörande eftersom alla läckage kan leda till elektrolytförlust och allvarlig miljöförorening.
Decirkulationspumpdriver flödet av elektrolyter, vilket säkerställer kontinuerlig cirkulation genom stapeln för laddning och urladdning. Om pumpen misslyckas, helaflödesbatterisystemstoppar driften. Detta gör pumpens tillförlitlighet avgörande. Vanliga pumpar inkluderarPP plastpumparochPTFE pumpar, med populära typer somcentrifugalpumparochmagnetiska pumpar.
Hjälputrustning inkluderarfilter,flödesmätare,trycksensorer, ochvärmeväxlare. Bland dessa spelar värmeväxlare en viktig roll. Till skillnad från andraenergilagringssystem, flödesbatterier avleder värme genom elektrolyter, som för bort den från stapeln. Med hjälp av kylmedier kan systemet enkelt reglera sin temperatur, vilket gör temperaturkontrollen enkel och en av anledningarna till att flödesbatterier är lämpliga förstorskaliga energilagringstillämpningar. Värmeväxlare är typisktvattenkyldellerluftkyld, med hjälp av material somPP,PÅ, ellerPTFE.
Rollen av jonledandeMembran i VRFB
Jonbytarmembranär kritiska komponenter ivanadium redox flow batterier (VRFB). Dessa membran måste tillåta protoner att passera samtidigt som korsningen av vanadinjoner i olika oxidationstillstånd minimeras, vilket minskar självurladdningen och förbättrar batterietscoulombisk effektivitet.
Ett idealiskt membran bör halågt motståndoch utmärkt konduktivitet för att minska ohmska förluster och bör också uppvisakemisk stabilitetför att förbättra batteriets livslängd. Membranets prestanda påverkar direkteffektivitet,kapacitet, och överlagbatteriets hållbarhet.
Nyckelegenskaper hos ett effektivt jonledande membran inkluderar:
Hög protonledningsförmåga.
Låg permeabilitettill vanadinjoner och vattenmolekyler.
Överlägsen kemisk hållbarhet.
Tillräckligmekanisk styrkaför långsiktig drift.
Avancerar inMembranmaterial
I det nuvarande forsknings- och tillämpningslandskapet,perfluorsulfonsyramembransåsomNafion, utvecklad avDuPont, används ofta på grund av deras utmärkta prestanda. De höga kostnaderna begränsar dock en bredare användning. Ett kostnadseffektivt alternativ ärProtoneX membran, tillverkad avKinasGing Hope. ProtoneX erbjuder prestanda jämförbar med Nafion och har vunnit erkännande ienergilagringindustri.
Forskare fortsätter att utforska nya membranmaterial som minskar kostnaderna samtidigt som prestanda bibehålls. Många alternativ står dock fortfarande inför utmaningar vad gällerkemisk stabilitet,vanadinjonselektivitet, ochmekanisk styrka. Att överbrygga klyftan mellan laboratorieforskning och verklig tillämpning är fortfarande ett nyckelfokus för att gå vidareflödesbatteriteknik.
Genom att kombinera dessa innovationer med de inneboende fördelarna medflödesbatterier, såsom skalbarhet och effektivtermisk hantering, är denna teknik redo att spela en betydande roll i framtidenlagring av förnybar energi.
