Vanadium Redox Flow -Batterien (VFBS)sind eine aufstrebende Energiespeichertechnologie mit erheblichem Potenzial, insbesondere in großflächigen Langstorten-Speicheranwendungen. Im Gegensatz zu konventionellenwiederaufladbare BatteriespeicherVFBS verwenden eine Vanadium -Elektrolytlösung sowohl für die positiven als auch für die negativen Elektroden, wodurch sie im Design und Betrieb einzigartig sind.
Was ist Vanadium Redox Flow -Batterie?
DerVanadium Redox -Batterie (VRB)Auch als Vanadium Flow -Batterie (VFB) oder Vanadium Redox Flow -Batterie (VRFB) bezeichnet, ist eine Art wiederaufladbarer Durchflussbatterie.
Es verwendet Vanadiumionen in verschiedenen Oxidationszuständen, um elektrische Energie zu speichern und freizusetzen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Batterien speichern VRFBS Energie in flüssigen Elektrolyten, die eher durch das System als in festen Elektroden zirkulieren. Dieses Design ermöglicht skalierbar und flexibelEnergiespeicherlösungen.

Schlüsselkomponenten einer Vanadium Redox Flow -Batterie
Schlüsselkomponente | Beschreibung |
Elektrolyte | - VRFB verwendet zwei flüssige Elektrolyte, die typischerweise Vanadium in verschiedenen Oxidationszuständen enthalten (V²⁺, V³⁺, V⁴⁺ und V⁵⁺). |
Elektroden | - Zwei Elektroden (normalerweise Kohlenstoff oder ähnliche Materialien) erleichtern die Redoxreaktionen (Reduktion und Oxidation), um Energie freizusetzen oder zu speichern. |
Membran | - Eine Protonenleitungsmembran (häufig aus Nafion) trennt die beiden Elektrolytlösungen und ermöglicht den Ionenfluss zwischen den beiden Seiten während des Ladung/Entladungszyklus. |
Pumpen und Flusssystem | - Diese Komponenten zirkulieren die Elektrolyte durch die elektrochemische Zelle, um den kontinuierlichen Fluss von Vanadiumionen für den Energieumwandlungsprozess zu gewährleisten. |
Wie funktioniert eine Vanadium Redox Flow -Batterie?
- 1. Entladungszyklus
- Während der Entladung werden Vanadiumionen in den positiven und negativen Elektrolytlösungen an den Elektroden oxidations- und Reduktionsreaktionen durchgeführt, wodurch elektrische Energie freigesetzt wird.
- 2. Ladungszyklus
- Während des Aufladens wird Energie gespeichert, indem die Oxidations- und Reduktionsreaktionen umgekehrt werden und Vanadiumionen wieder in ihre ursprünglichen Oxidationszustände gebracht werden. Dieser Vorgang umfasst die Anwendung eines externen Stroms auf das System.
- 3. fließende Elektrolyte
- Das Hauptmerkmal für Durchflussbatterien ist die Verwendung von Flüssigelektrolyten, die durch das System gepumpt werden, wodurch die Kapazität der Batterie leicht erhöht werden kann, indem einfach die Größe der Elektrolyt -Lagertanks vergrößert wird.
Vorteile von Vanadium Redox Flow -Batterien
- √ Skalierbarkeit
VRFBs können leicht skaliert werden, indem die Größe der Elektrolyttanks erhöht wird, wodurch sie ideal für großflächige Energiespeicheranwendungen wie die Speicherung von Netzbalken und die Lagerung erneuerbarer Energien. - √ Langkreislebensdauer
Vanadium verschlechtert sich während des Radfahrens nicht (da es sowohl für positive als auch für negative Elektrolyte dasselbe Material verwendet), was VRFBS im Vergleich zu anderen Batteriechemien eine längere Betriebsdauer verleiht.

Naturgy hat diese Vanadium -Fluss -Batterie in Zamora, Spanien, eingesetzt.
- √Sicherheit
VRFBs sind relativ sicher, da die Elektrolyte nicht entzündlich und ungiftig sind. Die flüssige Form verringert auch das Risiko eines thermischen Ausreißers, was bei einigen anderen Arten von Batterien ein Problem darstellen kann. - √ Effizienz
VRFBs können die Rundweg-Effizienz (den bei der Entlassung gewonnenen Energieanteil) im Abstand von 65% bis 85% aufweisen, abhängig von den Konstruktions- und Betriebsbedingungen. -
√ Energie- und Leistungskopplung
VRFBs können die Energie (Größe von Elektrolyttanks) und Leistung (Größe der elektrochemischen Zellkomponenten) unabhängig skalieren, was ihnen Flexibilität für verschiedene Anwendungen ergibt.
Anwendungen von Vanadium Redox Flow -Batterien

Die 1 mW 4 mwh Containerisierte Vanadium -Flussbatterie von Batterie im BesitzAvista -Versorgungsunternehmen und von Unienmergy Technologies hergestellt.
- ⭐Netzspeicher:VRFBS sind besonders nützlich, um überschüssige Energie aus erneuerbaren Quellen wie Wind und Solar zu speichern, und bieten einen Puffer, um die Intermittenz dieser Energiequellen zu glätten.
- ⭐Integration der erneuerbaren Energien:Sie können Energie speichern, wenn die Nachfrage niedrig ist und sie während der Spitzenbedarfszeiten freigeben.
- ⭐Sicherungskraft:VRFBs können auch für Backup -Stromversorgungssysteme in kritischer Infrastruktur verwendet werden.
Vanadium Redox Flow -Batterie gegen Lithium -Ionen -Batterie

Besonderheit | Vanadium Redox Flow Batterie (VFB) | |
Sicherheit | Inhärent sicherer aufgrund wässriger Elektrolytlösungen, keiner thermischen Ausreißer, Brände oder Explosionen. | Kann Sicherheitsrisiken darstellen, einschließlich thermischer Ausreißer, Brände oder Explosionen, wenn sie beschädigt oder überhitzt werden. |
Skalierbarkeit | Leicht skalierbar, die modulare Expansion ermöglichen, die für große Lagereinrichtungen (Hunderte von MWH) geeignet ist. | Weniger skalierbar; In der Regel in Einheiten mit fester Größe verwendet, kann jedoch für einige Anwendungen skaliert werden. |
Anfängliche Kosten | Höhere Vorabinvestitionen im Vergleich zu Li-Ionen-Batterien. | Niedrigere Vorabkosten im Vergleich zu VFBS. |
Energiedichte | Niedrigere Energiedichte (12-40 WH/kg), wodurch sie für mobile Anwendungen wie EVs ungeeignet sind. | Höhere Energiedichte (80-300 WH/kg), ideal für mobile Anwendungen wie Elektrofahrzeuge (EVs). |
Energieumwandlungseffizienz | Niedrigere Effizienz (70-75%) im Vergleich zu Li-Ionen-Batterien. | Höhere Effizienz (90%) aufgrund effizienterer Ladung/Entladungszyklen. |
Zyklusleben | Extrem lange Zyklusdauer (> 10.000 Zyklen, einige mehr als 20.000 Zyklen). | Kürzer Lebensdauer (normalerweise 1.000 bis 3.000 Zyklen, abhängig von Batteriestyp und Verwendung). |
Lebensdauerkosten | Niedrigere Kosten pro Wattstunden (WH) über den gesamten Lebenszyklus. Umweltfreundlicher mit recycelbaren Vanadiumelektrolyten. | Höhere Lebensdauerkosten pro Wattstunde aufgrund kürzerer Zykluslebensdauer und Verschlechterung im Laufe der Zeit. |
Kosten pro w | Derzeit rund 0,30 bis 0,40 US-Dollar pro WH, kostengünstiger für eine langfristige Energiespeicherung. | In der Regel 0,50 USD pro WH, höhere Kosten für die langfristige Lagerung aufgrund kürzerer Zyklusdauer und schnellerer Abbau. |
▲Vanadium Redox Flow -Batterien (VFBS) eignen sich besser für großflächige, langfristige Energiespeicheranwendungen, aufgrund ihrer Sicherheit, Skalierbarkeit, langfristiger Zyklus und Kosteneffizienz. Ihre geringe Energiedichte und hohe Anfangskosten machen sie jedoch für Anwendungen wie Elektrofahrzeuge ungeeignet.
▲ Lithium-Ionen-Batterien (Li-Ion)werden aufgrund ihrer höheren Energiedichte immer größer für tragbare Anwendungen wie Elektrofahrzeuge verwendet, aber sie sind mit Sicherheitsrisiken, kürzerer Zyklusdauer und höheren langfristigen Kosten im Vergleich zu VFBS ausgestattet.

Top 10 Vanadium Flow -Batterieunternehmen
Es gibt weltweit mehrere Unternehmen und Organisationen, die an der Entwicklung und Kommerzialisierung von Vanadium Redox Flow -Batterien (VRFBS) arbeiten, mit Schwerpunkt aufGroße Energiespeicherlösungen. Einige wichtige Akteure auf dem VRFB -Markt sind sowohl etablierte Unternehmen als auch Startups, die sich auf diese Technologie spezialisiert haben.
1. Redt Energy (jetzt Invinity Energy Systems)
- Standort: Vereinigtes Königreich
- Überblick: REDT -Energie wurde mit Hydrostar zusammengeführt, um Invinity -Energiesysteme zu bilden. Sie sind spezialisiert auf Langzeitlösungen für langfristige Energiespeicher, die auf der VRFB-Technologie basieren. Ihre Produkte richten sich an Energiespeicheranwendungen in Industrie- und Netzmaßstäben.
2. VRB -Energie
- Standort: China / Kanada
- Überblick:VRB Energy ist eine Tochtergesellschaft der China State Grid Corporation und konzentriert sich auf die Entwicklung und Kommerzialisierung von VRFBS. Sie bieten groß angelegte Energiespeicherlösungen an und sind sowohl in China als auch in internationalen Märkten besonders aktiv.
3. SUmitomo Electric Industries
- Standort: Japan
- Überblick: Sumitomo war ein bedeutender Akteur bei der Entwicklung der Vanadium Redox Flow -Batterie -Technologie. Das Unternehmen hat seine eigenen VRFB -Systeme entwickelt und sie in verschiedenen Energiespeicherprojekten implementiert, insbesondere auf dem japanischen Markt.
4. IMERGY -Stromversorgungssysteme
- Standort: Vereinigte Staaten
- Überblick:IMergy Power Systems ist auf die Entwicklung von Fließbatterien auf Vanadiumbasis für die Energiespeicherung im Netzmaßstab spezialisiert. Das Unternehmen konzentriert sich auf die Integration erneuerbarer Energiequellen wie Solar und Wind mit Energiespeicher.
5. Sivens
- Standort:Frankreich
- Überblick: Sivens ist ein französisches Unternehmen, das an der Herstellung von VRFB -Systemen für die Energiespeicherung beteiligt ist. Sie konzentrieren sich auf die Entwicklung kostengünstiger und langlebiger Energiespeicherlösungen für kommerzielle und industrielle Anwendungen.
- Standort:Kanada
- Überblick: VanadiumCorp Resource Inc. ist ein kanadisches Mining- und Technologieunternehmen, das sich auf die Extraktion von Vanadium und die Entwicklung der VRFB -Technologie konzentriert. Das Unternehmen arbeitet an der Verbesserung der Effizienz der Vanadium -Extraktion und der Entwicklung neuer Anwendungen für VRFBS.
7. Energiespeichersysteme (ESS, Inc.)
- Standort:Vereinigte Staaten
- Überblick:ESS Inc. ist ein Unternehmen, das sich auf Langzeitlösungen für langweilige Energiespeicher unter Verwendung der Eisenfluss-Batterie-Technologie konzentriert, die VRFB ähnelt, aber Eisen anstelle von Vanadium verwendet. Sie bieten groß angelegte Energiespeicherlösungen, aber ihre Arbeit ist Teil des wachsenden Marktes der Flussbatterien.
8. CellCube Energy Storage Systems
- Standort:Österreich / Kanada
- Überblick: CellCube, eine Tochtergesellschaft von Gildemeister Energy Storage, konzentriert sich auf die Herstellung und den Einsatz von Vanadium-Redox-Flussbatterien für die Lagerung des Netzmaßstabs. Das Unternehmen ist besonders an großflächigen Energiespeicherprojekten in Europa und Nordamerika beteiligt.
9. Lösungen für erneuerbare Energien (RES -Gruppe)
- Standort: Vereinigtes Königreich
- Überblick:Die RES-Gruppe, ein großer globaler Spieler für erneuerbare Energien, arbeitet an der Integration von Vanadium-Flussbatterien in Energiesysteme, um nachhaltige, groß angelegte Energiespeicherlösungen für erneuerbare Energien zu entwickeln.
- Standort:China
- Überblick: PU Neng (PNT) ist ein chinesisches Unternehmen, das Vanadium-Redox-Flussbatterien sowohl für kleine als auch für große Energiespeicherlösungen entwickelt und herstellt. Sie konzentrieren sich auf die Integration von VRFBS in erneuerbare Energiesysteme.
Herausforderungen und Zukunftsaussichten
Während Vanadium Redox Flow -Batterien vielversprechende Vorteile bieten, müssen einige Herausforderungen angegangen werden:
- ●Vanadium Redox Flow -Batteriepreis:Die Kosten für Vanadium und die für groß angelegte VFB-Systeme erforderliche Infrastruktur können relativ hoch sein. Wenn die Technologie jedoch reift und die Produktion von Vanadien senkt, werden die Kosten voraussichtlich sinken.
- ●Energiedichte:Während VFBs hervorragende Langzeitkapazitäten aufweist, ist ihre Energiedichte (die Menge an Energie, die pro Volumen oder Gewicht des Einheitseinheitens gespeichert ist) niedriger als die von Lithium-Ionen- oder Festkörperbatterien. Dies kann sie für Anwendungen, bei denen Raum und Gewicht von entscheidender Bedeutung sind, weniger geeignet sein.
- ●Effizienz: Die Effizienz von VFBs ist zwar hoch, ist jedoch immer noch geringfügig niedriger als die von Lithium-Ionen-Batterien. Es wird jedoch erwartet, dass Verbesserungen der Materialien und des Designs die Effizienz im Laufe der Zeit verbessern.
Abschluss
Die Vanadium Redox Flow-Batterie ist eine innovative und vielversprechende Energiespeicherlösung mit dem Potenzial, große Energiespeichersysteme zu revolutionieren. Seine Skalierbarkeit, Lebensdauer, Sicherheit und umweltfreundliches Design für lange Zyklus machen es zu einer attraktiven Option für die Speicherung von Netzwerken, die Integration erneuerbarer Energien und andere groß angelegte Energiespeicheranwendungen. Wenn die Technologie reift und Kostenreduzierungen realisiert werden, könnte VFBS eine Schlüsselrolle in Zukunft von spielenNachhaltige Energiespeicherung, hilft, ein belastbareres und zuverlässigeres Energienetz zu schaffen.
Postzeit: Jan-07-2025