Vanadium Redox Vloei Batterye (VFB's)is 'n opkomende energiebergingstegnologie met beduidende potensiaal, veral in grootskaalse, langtermynbergingstoepassings. Anders as konvensioneleherlaaibare batteryberging, VFB's gebruik 'n vanadium-elektrolietoplossing vir beide die positiewe en negatiewe elektrodes, wat hulle uniek maak in ontwerp en werking.
Wat is 'n vanadium redoks vloei battery?
Dievanadium redoks battery (VRB), ook bekend as die vanadiumvloeibattery (VFB) of vanadiumredoksvloeibattery (VRFB), is 'n tipe herlaaibare vloeibattery.
Dit gebruik vanadiumione in verskeie oksidasietoestande om elektriese energie te stoor en vry te stel. Anders as konvensionele batterye, stoor VRFB's energie in vloeibare elektroliete wat deur die stelsel sirkuleer eerder as in vaste elektrodes. Hierdie ontwerp maak voorsiening vir skaalbare en buigsame ...energiebergingsoplossings.
Sleutelkomponente van 'n Vanadium Redox Vloeibattery
| Sleutelkomponent | Beskrywing |
| Elektroliete | - VRFB gebruik twee vloeibare elektroliete, wat tipies vanadium in verskillende oksidasietoestande bevat (V²⁺, V³⁺, V⁴⁺ en V⁵⁺). |
| Elektrodes | - Twee elektrodes (gewoonlik koolstof of soortgelyke materiale) fasiliteer die redoksreaksies (reduksie en oksidasie) om energie vry te stel of te stoor. |
| Membraan | - 'n Protongeleidende membraan (dikwels gemaak van Nafion) skei die twee elektrolietoplossings, wat ioonvloei tussen die twee kante tydens die laai-/ontlaaisiklus toelaat. |
| Pompe en Vloeistelsel | - Hierdie komponente sirkuleer die elektroliete deur die elektrochemiese sel, wat die deurlopende vloei van vanadiumione vir die energie-omskakelingsproses verseker. |
Hoe werk 'n vanadium redoks vloei battery?
- 1. Ontladingsiklus
- Tydens ontlading ondergaan vanadiumione in die positiewe en negatiewe elektrolietoplossings oksidasie- en reduksiereaksies by die elektrodes, wat elektriese energie vrystel.
- 2. Laaisiklus
- Tydens laai word energie gestoor deur die oksidasie- en reduksie-reaksies om te keer, wat vanadiumione terugbring na hul oorspronklike oksidasietoestande. Hierdie proses behels die toepassing van 'n eksterne stroom op die stelsel.
- 3. Vloeiende Elektroliete
- Die belangrikste kenmerk van vloeibatterye is die gebruik van vloeibare elektroliete wat deur die stelsel gepomp word, wat dit moontlik maak om die battery se kapasiteit maklik te verhoog deur bloot die grootte van die elektroliet-opgaartenks te vergroot.
Voordele van vanadium redoksvloeibatterye
- √ Skaalbaarheid
VRFB's kan maklik opgeskaal word deur die grootte van die elektroliettenks te vergroot, wat hulle ideaal maak vir grootskaalse energiebergingstoepassings soos netwerkbalansering en hernubare energieberging. - √ Lang sikluslewe
Vanadium degradeer nie tydens siklusse nie (omdat dit dieselfde materiaal vir beide positiewe en negatiewe elektroliete gebruik), wat VRFB's 'n langer operasionele lewensduur gee in vergelyking met ander batterychemieë.
Naturgy het hierdie vanadiumvloeibattery in Zamora, Spanje, ontplooi.
- √Veiligheid
VRFB's is relatief veilig omdat die elektroliete nie-vlambaar en nie-giftig is. Die vloeibare vorm verminder ook die risiko van termiese weghol, wat 'n bron van kommer kan wees in sommige ander soorte batterye. - √ Doeltreffendheid
VRFB's kan heen-en-weer doeltreffendheid (die persentasie energie wat tydens ontlading herwin word) hê wat wissel van 65% tot 85%, afhangende van die ontwerp en bedryfstoestande. -
√ Energie- en Kragontkoppeling
VRFB's kan die energie (grootte van elektroliettenks) en krag (grootte van die elektrochemiese sel) komponente onafhanklik skaal, wat hulle buigsaamheid gee vir verskillende toepassings.
Toepassings van vanadium redoksvloeibatterye
Die 1 MW 4 MWh vanadiumvloeibattery in houers wat besit word deurAvista Utilities en vervaardig deur UniEnergy Technologies.
- ⭐Roosterberging:VRFB's is veral nuttig vir die berging van oortollige energie uit hernubare bronne soos wind en sonkrag, wat 'n buffer bied om die intermittensie van hierdie energiebronne glad te stryk.
- ⭐Hernubare Energie-integrasie:Hulle kan energie stoor wanneer die vraag laag is en dit vrystel gedurende spitsaanvraagure.
- ⭐Rugsteunkrag:VRFB's kan ook gebruik word vir rugsteunkragstelsels in kritieke infrastruktuur.
Vanadium Redox Vloei Battery VS Litiumioon Battery
| Kenmerk | Vanadium Redox Vloei Battery (VFB) | |
| Veiligheid | Inherent veiliger as gevolg van waterige elektrolietoplossings, geen termiese weghol, brande of ontploffings nie. | Kan veiligheidsrisiko's inhou, insluitend termiese weghol, brande of ontploffings indien beskadig of oorverhit. |
| Skaalbaarheid | Maklik skaalbaar, wat modulêre uitbreiding moontlik maak wat geskik is vir groot stoorfasiliteite (honderde MWh). | Minder skaalbaar; tipies gebruik in eenhede met vaste grootte, hoewel dit vir sommige toepassings geskaal kan word. |
| Aanvanklike koste | Hoër voorafbelegging in vergelyking met Li-ioonbatterye. | Laer voorafkoste in vergelyking met VFB's. |
| Energiedigtheid | Laer energiedigtheid (12-40 Wh/kg), wat hulle ongeskik maak vir mobiele toepassings soos elektriese voertuie. | Hoër energiedigtheid (80-300 Wh/kg), ideaal vir mobiele toepassings soos elektriese voertuie (EV's). |
| Energie-omskakelingsdoeltreffendheid | Laer doeltreffendheid (70-75%) in vergelyking met Li-ioonbatterye. | Hoër doeltreffendheid (90%) as gevolg van meer doeltreffende laai-/ontlaaisiklusse. |
| Lewensiklus | Uiters lang sikluslewe (>10 000 siklusse, met sommige wat 20 000 siklusse oorskry). | Korter sikluslewe (gewoonlik 1 000-3 000 siklusse, afhangende van batterytipe en gebruik). |
| Lewenslange Koste | Laer koste per Watt-uur (Wh) oor die hele lewensiklus. Meer omgewingsvriendelik met herwinbare vanadium-elektroliete. | Hoër leeftydkoste per wattuur as gevolg van korter sikluslewe en agteruitgang oor tyd. |
| Koste per Wh | Tans ongeveer $0.30-$0.40 per Wh, meer koste-effektief vir langtermyn energieberging. | Tipies $0.50 per Wh, hoër koste vir langtermynberging as gevolg van korter sikluslewe en vinniger degradasie. |
▲Vanadium Redox Vloei Batterye (VFB's) is meer geskik vir grootskaalse, langtermyn-energiebergingstoepassings as gevolg van hul veiligheid, skaalbaarheid, lang sikluslewe en koste-effektiwiteit oor die lang termyn. Hul lae energiedigtheid en hoë aanvanklike koste maak hulle egter ongeskik vir toepassings soos elektriese voertuie.
▲ Litium-ioon batterye (Li-ioon)word meer algemeen gebruik vir draagbare toepassings soos elektriese voertuie as gevolg van hul hoër energiedigtheid, maar hulle kom met veiligheidsrisiko's, korter sikluslewe en hoër langtermynkoste in vergelyking met VFB's.
Top 10 Vanadium Vloei Battery Maatskappye
Daar is verskeie maatskappye en organisasies wêreldwyd wat werk aan die ontwikkeling en kommersialisering van Vanadium Redox Flow Batterye (VRFB's), met 'n fokus opgrootskaalse energiebergingsoplossingsSommige sleutelspelers in die VRFB-mark sluit beide gevestigde maatskappye en opstartondernemings in wat spesialiseer in hierdie tegnologie.
1. RedT Energy (nou Invinity Energy Systems)
- Ligging: Verenigde Koninkryk
- Oorsig: RedT Energy het met HydroStar saamgesmelt om Invinity Energy Systems te vorm. Hulle spesialiseer in langtermyn-energiebergingsoplossings gebaseer op VRFB-tegnologie. Hul produkte is gemik op industriële en netwerkskaal-energiebergingstoepassings.
2. VRB Energie
- Ligging: China / Kanada
- Oorsig:VRB Energy is 'n filiaal van China se State Grid Corporation en fokus op die ontwikkeling en kommersialisering van VRFB's. Hulle bied grootskaalse energiebergingsoplossings en is veral aktief in beide China en internasionale markte.
3. SUmitomo Elektriese Nywerhede
- Ligging: Japan
- Oorsig: Sumitomo was 'n belangrike speler in die ontwikkeling van Vanadium Redox Flow Battery-tegnologie. Die maatskappy het sy eie VRFB-stelsels ontwikkel en dit in verskeie energiebergingsprojekte geïmplementeer, veral in die Japannese mark.
- Ligging: Verenigde State
- Oorsig:Imergy Power Systems spesialiseer in die ontwikkeling van vanadium-gebaseerde vloeibatterye vir energieberging op netwerkskaal. Die maatskappy fokus op die integrasie van hernubare energiebronne soos sonkrag en wind met energieberging.
5. Sewens
- Ligging:Frankryk
- Oorsig: Sivens is 'n Franse maatskappy wat betrokke is by die produksie van VRFB-stelsels vir energieberging. Hulle fokus op die ontwikkeling van koste-effektiewe, langdurige energiebergingsoplossings vir beide kommersiële en industriële toepassings.
- Ligging:Kanada
- Oorsig: VanadiumCorp Resource Inc. is 'n Kanadese mynbou- en tegnologiemaatskappy wat fokus op die ontginning van vanadium en die ontwikkeling van VRFB-tegnologie. Die maatskappy werk daaraan om die doeltreffendheid van vanadiumontginning te verbeter en nuwe toepassings vir VRFB's te ontwikkel.
7. Energiebergingstelsels (ESS, Inc.)
- Ligging:Verenigde State
- Oorsig:ESS Inc. is 'n maatskappy wat fokus op langtermyn-energiebergingsoplossings met behulp van ystervloei-batterytegnologie, wat soortgelyk is aan VRFB, maar yster in plaas van vanadium gebruik. Hulle bied grootskaalse energiebergingsoplossings, maar hul werk is deel van die groeiende mark van vloeibatterye.
8. CellCube Energiebergingstelsels
- Ligging:Oostenryk / Kanada
- Oorsig: CellCube, 'n filiaal van Gildemeister Energy Storage, fokus op die vervaardiging en ontplooiing van Vanadium Redox Flow-batterye vir netwerkskaalberging. Die maatskappy is veral betrokke by grootskaalse energiebergingsprojekte in Europa en Noord-Amerika.
9. Hernubare Energie-oplossings (RES Groep)
- Ligging: Verenigde Koninkryk
- Oorsig:RES Group, 'n groot globale hernubare energie-speler, werk daaraan om vanadiumvloei-batterye in energiestelsels te integreer as deel van hul doelwit om volhoubare, grootskaalse energiebergingsoplossings vir hernubare energie te ontwikkel.
- Ligging:China
- Oorsig: Pu Neng (PNT) is 'n Chinese maatskappy wat Vanadium Redox Flow-batterye ontwikkel en vervaardig vir beide klein en grootskaalse energiebergingsoplossings. Hulle fokus op die integrasie van VRFB's in hernubare energiestelsels.
Uitdagings en Toekomsvooruitsigte
Alhoewel Vanadium Redox Flow-batterye belowende voordele bied, is daar 'n paar uitdagings wat aangespreek moet word:
- ●Vanadium Redox Vloei Battery Prys:Die koste van vanadium en die infrastruktuur wat benodig word vir grootskaalse VFB-stelsels kan relatief hoog wees. Namate die tegnologie egter volwasse word en vanadiumproduksie opskaal, word verwag dat kostes sal daal.
- ●Energiedigtheid:Alhoewel VFB's uitstekende langdurige vermoëns het, is hul energiedigtheid (die hoeveelheid energie wat per volume- of gewigseenheid gestoor word) laer as dié van litiumioon- of vastetoestandbatterye. Dit kan hulle minder geskik maak vir toepassings waar ruimte en gewig krities is.
- ●Doeltreffendheid: Die doeltreffendheid van VFB's, hoewel hoog, is steeds effens laer as dié van litiumioonbatterye. Verbeterings in materiale en ontwerp sal na verwagting die doeltreffendheid mettertyd verbeter.
Gevolgtrekking
Die Vanadium Redox Flow Battery is 'n innoverende en belowende energiebergingsoplossing met die potensiaal om grootskaalse energiebergingstelsels te revolusioneer. Die skaalbaarheid, lang sikluslewe, veiligheid en omgewingsvriendelike ontwerp maak dit 'n aantreklike opsie vir netwerkberging, hernubare energie-integrasie en ander grootskaalse energiebergingstoepassings. Namate die tegnologie volwasse word en kostevermindering gerealiseer word, kan VFB's 'n sleutelrol speel in die toekoms van ...volhoubare energieberging, wat help om 'n meer veerkragtige en betroubare energienetwerk te skep.
Plasingstyd: Jan-07-2025