Batterie à flussu redox di vanadiu (VFB)sò una tecnulugia emergente di almacenamiento di energia cù un putenziale significativu, in particulare in applicazioni di almacenamiento à grande scala è di longa durata. À u cuntrariu di i cunvinziunalialmacenamentu di batterie ricaricabiliI VFB utilizanu una suluzione elettrolitica di vanadiu per l'elettrodi pusitivi è negativi, ciò chì li rende unichi in cuncepimentu è funziunamentu.
Chì ghjè a batteria di flussu redox di vanadiu?
Ubatteria redox di vanadiu (VRB), cunnisciuta ancu cum'è batteria à flussu di vanadiu (VFB) o batteria à flussu redox di vanadiu (VRFB), hè un tipu di batteria à flussu ricaricabile.
Utilizza ioni di vanadiu in diversi stati d'ossidazione per almacenà è liberà energia elettrica. À u cuntrariu di e batterie cunvinziunali, i VRFB immagazzinanu energia in elettroliti liquidi chì circulanu per u sistema piuttostu chè in elettrodi solidi. Stu cuncepimentu permette scalabilità è flessibilità.suluzioni di almacenamiento d'energia.
Cumponenti chjave di una batteria di flussu redox di vanadiu
| Cumponente Chjave | Descrizzione |
| Elettroliti | - VRFB usa dui elettroliti liquidi, chì cuntenenu tipicamente vanadiu in diversi stati d'ossidazione (V²⁺, V³⁺, V⁴⁺ è V⁵⁺). |
| Elettrodi | Dui elettrodi (di solitu carbone o materiali simili) facilitanu e reazioni redox (riduzione è ossidazione) per liberà o almacenà energia. |
| Membrana | Una membrana cunduttore di protoni (spessu fatta di Nafion) separa e duie suluzioni elettrolitiche, permettendu u flussu di ioni trà i dui lati durante u ciclu di carica/scarica. |
| Pompe è Sistema di Flussu | - Questi cumpunenti circulanu l'elettroliti attraversu a cellula elettrochimica, assicurendu un flussu cuntinuu di ioni di vanadiu per u prucessu di cunversione di l'energia. |
Cumu funziona una batteria di flussu redox di vanadiu?
- 1. Ciclu di scarica
- Durante a scarica, l'ioni di vanadiu in e soluzioni elettrolitiche pusitive è negative subiscenu reazzioni d'ossidazione è di riduzione à l'elettrodi, liberendu energia elettrica.
- 2. Ciclu di carica
- Durante a carica, l'energia hè immagazzinata invertendu e reazzioni d'ossidazione è di riduzione, muvendu l'ioni di vanadiu torna à i so stati d'ossidazione originali. Stu prucessu implica l'applicazione di una corrente esterna à u sistema.
- 3. Elettroliti chì scorrenu
- A caratteristica chjave di e batterie à flussu hè l'usu di elettroliti liquidi chì sò pompati attraversu u sistema, ciò chì permette di aumentà facilmente a capacità di a batteria semplicemente allargendu a dimensione di i serbatoi di almacenamiento di elettroliti.
Vantaghji di e batterie di flussu redox di vanadiu
- √ Scalabilità
I VRFB ponu esse facilmente scalati aumentendu a dimensione di i serbatoi di elettroliti, rendenduli ideali per applicazioni di almacenamiento di energia à grande scala cum'è l'equilibriu di a rete è l'almacenamiento di energie rinnuvevuli. - √ Ciclu di vita longu
U vanadiu ùn si degrada micca durante u ciclu (perchè usa u listessu materiale per l'elettroliti pusitivi è negativi), ciò chì dà à i VRFB una vita operativa più longa paragunata à altre chimiche di batterie.
Naturgy hà implementatu sta batteria à flussu di vanadiu in Zamora, Spagna.
- √Sicurezza
I VRFB sò relativamente sicuri perchè l'elettroliti ùn sò micca inflammabili è micca tossichi. A forma liquida riduce ancu u risicu di fuga termica, chì pò esse una preoccupazione in certi altri tipi di batterie. - √ Efficienza
I VRFB ponu avè efficienze di andata e ritorno (a percentuale di energia recuperata durante a scarica) chì varianu da 65% à 85%, secondu u cuncepimentu è e cundizioni operative. -
√ Disaccoppiamentu di l'energia è di a putenza
I VRFB ponu scalà indipindentamente i cumpunenti di energia (dimensione di i serbatoi di elettroliti) è di putenza (dimensione di a cellula elettrochimica), ciò chì li dà flessibilità per diverse applicazioni.
Applicazioni di e batterie di flussu redox di vanadiu
A batteria à flussu di vanadiu containerizzata di 1 MW 4 MWh pusseduta daAvista Utilities è fabbricatu da UniEnergy Technologies.
- ⭐Archiviazione in griglia:I VRFB sò particularmente utili per almacenà l'energia in eccessu da fonti rinnuvevuli cum'è u ventu è u sole, furnendu un buffer per appianà l'intermittenza di queste fonti d'energia.
- ⭐Integrazione di l'Energie Rinnuvevuli:Puderanu almacenà energia quandu a dumanda hè bassa è liberalla durante l'ore di punta.
- ⭐Alimentazione di salvezza:I VRFB ponu ancu esse aduprati per sistemi di alimentazione di salvezza in infrastrutture critiche.
Batteria à flussu redox di vanadiu VS batteria à ioni di litiu
| Funziunalità | Batteria à flussu redox di vanadiu (VFB) | |
| Sicurezza | Intrinsecamente più sicuru per via di e soluzioni elettrolitiche acquose, nisuna fuga termica, incendi o splusioni. | Pò prisentà risichi per a sicurezza, cumprese fuga termica, incendi o splusioni s'ellu hè dannighjatu o surriscaldatu. |
| Scalabilità | Facilmente scalabile, chì permette una espansione modulare adatta per grandi impianti di almacenamiento (centinaie di MWh). | Menu scalabile; tipicamente adupratu in unità di dimensione fissa, ancu s'ellu pò esse scalatu per alcune applicazioni. |
| Costu iniziale | Investimentu iniziale più altu paragunatu à e batterie Li-ion. | Costu iniziale più bassu paragunatu à i VFB. |
| Densità di l'energia | Densità energetica più bassa (12-40 Wh/kg), chì li rende inadatti per applicazioni mobili cum'è i veiculi elettrici. | Densità energetica più alta (80-300 Wh/kg), ideale per applicazioni mobili cum'è veiculi elettrici (EV). |
| Efficienza di cunversione energetica | Efficienza più bassa (70-75%) paragunata à e batterie Li-ion. | Efficienza più alta (90%) per via di cicli di carica/scarica più efficienti. |
| Ciclu di vita | Ciclu di vita estremamente longu (> 10.000 cicli, cù alcuni chì superanu i 20.000 cicli). | Ciclu di vita più cortu (di solitu 1.000-3.000 cicli, secondu u tipu di batteria è l'usu). |
| Costi di vita | Costu più bassu per Watt-Ora (Wh) per tuttu u ciclu di vita. Più rispettuosu di l'ambiente cù elettroliti di vanadiu riciclabili. | Costu di vita più altu per watt-ora per via di una vita di ciclu più corta è di a degradazione cù u tempu. |
| Costu per Wh | Attualmente intornu à $ 0,30- $ 0,40 per Wh, più economicu per u almacenamentu di energia à longu andà. | Tipicamente $ 0,50 per Wh, costu più altu per u almacenamentu à longu andà per via di una durata di vita più corta è una degradazione più rapida. |
▲Batterie à flussu redox di vanadiu (VFB) sò più adatti per applicazioni di almacenamiento d'energia à grande scala è di longa durata per via di a so sicurezza, scalabilità, longa durata di vita è efficienza di i costi à longu andà. Tuttavia, a so bassa densità energetica è l'altu costu iniziale li rendenu inadatti per applicazioni cum'è i veiculi elettrici.
▲ Batterie à ioni di litiu (Li-ion)sò più largamente aduprati per applicazioni portatili cum'è i veiculi elettrichi per via di a so più alta densità energetica, ma presentanu risichi per a sicurezza, una vita di ciclu più corta è costi à longu andà più elevati paragunati à i VFB.
Top 10 Cumpagnie di Batterie à Flussu di Vanadiu
Ci sò parechje cumpagnie è urganisazioni in u mondu sanu chì travaglianu nantu à u sviluppu è a cummercializazione di batterie à flussu redox di vanadiu (VRFB), cù un focus nantu àsuluzioni di almacenamiento di energia à grande scalaAlcuni attori chjave in u mercatu VRFB includenu sia cumpagnie stabilite sia startup specializate in questa tecnulugia.
1. RedT Energy (avà Invinity Energy Systems)
- Locu: Regnu Unitu
- Panoramica: RedT Energy s'hè fusa cù HydroStar per furmà Invinity Energy Systems. Sò specializati in suluzioni di almacenamiento d'energia di longa durata basate nantu à a tecnulugia VRFB. I so prudutti sò destinati à applicazioni di almacenamiento d'energia industriali è à scala di rete.
2. VRB Energy
- Locu: Cina / Canada
- Panoramica:VRB Energy hè una filiale di a State Grid Corporation di a Cina è si cuncentra nantu à u sviluppu è a cummercializazione di VRFB. Offrenu suluzioni di almacenamiento d'energia à grande scala è sò particularmente attivi sia in Cina sia in i mercati internaziunali.
3. SIndustrie elettriche umitomo
- Locu: Giappone
- Panoramica: Sumitomo hè stata un attore significativu in u sviluppu di a tecnulugia di e batterie à flussu redox di vanadiu. A cumpagnia hà sviluppatu i so propri sistemi VRFB è li hà implementati in diversi prughjetti di almacenamiento d'energia, in particulare in u mercatu giapponese.
- Locu: Stati Uniti
- Panoramica:Imergy Power Systems hè specializata in u sviluppu di batterie à flussu à basa di vanadiu per l'accumulazione d'energia à scala di rete. L'impresa si concentra nantu à l'integrazione di fonti d'energia rinnuvevuli cum'è u solare è u ventu cù l'accumulazione d'energia.
5. Sivens
- Locu:Francia
- Panoramica: Sivens hè una sucietà francese impegnata in a pruduzzione di sistemi VRFB per u almacenamentu d'energia. Si cuncentranu nantu à u sviluppu di suluzioni di almacenamentu d'energia rentabili è durevuli per applicazioni cummerciali è industriali.
- Locu:Canada
- Panoramica: VanadiumCorp Resource Inc. hè una sucietà minera è tecnologica canadiana chì si cuncentra nantu à l'estrazione di vanadiu è u sviluppu di a tecnulugia VRFB. A cumpagnia travaglia per migliurà l'efficienza di l'estrazione di vanadiu è sviluppà nuove applicazioni per i VRFB.
7. Sistemi di Accumulazione d'Energia (ESS, Inc.)
- Locu:Stati Uniti
- Panoramica:ESS Inc. hè una sucietà chì si cuncentra nantu à e suluzioni di almacenamiento d'energia di longa durata chì utilizanu a tecnulugia di batterie à flussu di ferru, chì hè simile à VRFB ma usa u ferru invece di u vanadiu. Furniscenu suluzioni di almacenamiento d'energia à grande scala, ma u so travagliu face parte di u mercatu crescente di e batterie à flussu.
8. Sistemi di almacenamiento di energia CellCube
- Locu:Austria / Canada
- Panoramica: CellCube, una filiale di Gildemeister Energy Storage, si cuncentra nantu à a fabricazione è l'implementazione di batterie Vanadium Redox Flow per u almacenamentu à scala di rete. A cumpagnia hè particularmente implicata in prughjetti di almacenamentu d'energia à grande scala in Europa è in America di u Nordu.
9. Soluzioni d'Energia Rinnuvevule (Gruppu RES)
- Locu: Regnu Unitu
- Panoramica:U Gruppu RES, un grande attore mundiale in l'energie rinnuvevuli, travaglia à l'integrazione di batterie à flussu di vanadiu in i sistemi energetichi cum'è parte di u so scopu di sviluppà suluzioni di almacenamiento d'energia sustenibili è à grande scala per l'energie rinnuvevuli.
- Locu:Cina
- Panoramica: Pu Neng (PNT) hè una sucietà cinese chì sviluppa è fabrica batterie à flussu redox di vanadiu per suluzioni di almacenamiento di energia à piccula è grande scala. Si cuncentranu nantu à l'integrazione di VRFB in sistemi di energia rinnuvevule.
Sfide è Prospettive Future
Mentre chì e batterie à flussu redox di vanadiu offrenu vantaghji promettenti, ci sò alcune sfide chì devenu esse affrontate:
- ●Prezzu di a batteria di flussu redox di vanadiu:U costu di u vanadiu è l'infrastruttura necessaria per i sistemi VFB à grande scala ponu esse relativamente alti. Tuttavia, à misura chì a tecnulugia matura è a pruduzzione di vanadiu aumenta, si prevede chì i costi diminuiscenu.
- ●Densità di l'energia:Mentre chì i VFB anu eccellenti capacità di longa durata, a so densità energetica (a quantità di energia immagazzinata per unità di vulume o pesu) hè più bassa di quella di e batterie à ioni di litiu o à statu solidu. Questu pò rende li menu adatti per applicazioni induve u spaziu è u pesu sò critichi.
- ●Efficienza: L'efficienza di i VFB, ben chì alta, hè sempre ligeramente inferiore à quella di e batterie à ioni di litiu. Tuttavia, si prevede chì i miglioramenti in i materiali è in u disignu aumenteranu l'efficienza cù u tempu.
Cunclusione
A batteria Vanadium Redox Flow hè una suluzione innovativa è promettente di almacenamiento di energia cù u putenziale di rivoluzionà i sistemi di almacenamiento di energia à grande scala. A so scalabilità, a so longa durata di vita, a so sicurezza è u so design rispettuosu di l'ambiente ne facenu una opzione attraente per l'almacenamiento in rete, l'integrazione di l'energie rinnuvevuli è altre applicazioni di almacenamiento di energia à grande scala. À misura chì a tecnulugia matura è e riduzioni di i costi sò realizate, i VFB puderanu ghjucà un rolu chjave in u futuru dialmacenamentu d'energia sustenibile, aiutendu à creà una rete energetica più resistente è affidabile.
Data di publicazione: 7 di ghjennaghju di u 2025