Vanadio Redox Flow Bateriak (VFB)potentzial handia duen energia biltegiratzeko teknologia emergente bat dira, batez ere eskala handiko eta iraupen luzeko biltegiratze aplikazioetan. Ohikoen aldeanbateria kargagarrien biltegiratzeaVFB-ek vanadio elektrolito disoluzio bat erabiltzen dute elektrodo positibo eta negatiboetarako, eta horrek diseinu eta funtzionamendu bereziak bihurtzen ditu.
Zer da vanadio erredox fluxu bateria?
Thevanadio erredox bateria (VRB), vanadio fluxu-bateria (VFB) edo vanadio redox fluxu-bateria (VRFB) bezala ere ezaguna, kargatzeko fluxu-bateria mota bat da.
Oxidazio-egoera desberdinetan dauden vanadio ioiak erabiltzen ditu energia elektrikoa gordetzeko eta askatzeko. Ohiko bateriek ez bezala, VRFBek sisteman zehar zirkulatzen duten elektrolito likidoetan gordetzen dute energia, elektrodo solidoetan baino. Diseinu honek eskalagarria eta malgua ahalbidetzen du.energia biltegiratzeko irtenbideak.
Vanadiozko erredox fluxu bateriaren osagai nagusiak
| Osagai nagusia | Deskribapena |
| Elektrolitoak | - VRFB-k bi elektrolito likido erabiltzen ditu, normalean oxidazio-egoera desberdinetan banadioa dutenak (V²⁺, V³⁺, V⁴⁺ eta V⁵⁺). |
| Elektrodoak | - Bi elektrodok (normalean karbonozkoak edo antzeko materialak) erredox erreakzioak (erredukzioa eta oxidazioa) errazten dituzte energia askatzeko edo biltegiratzeko. |
| Mintza | - Protoi-eroale mintz batek (askotan Nafion-ez egina) bi elektrolito-soluzioak bereizten ditu, ioien fluxua ahalbidetuz bi aldeen artean karga/deskarga zikloan zehar. |
| Ponpak eta fluxu sistema | - Osagai hauek elektrolitoak zelula elektrokimikoan zehar zirkulatzen dituzte, energia bihurtzeko prozesurako banadio ioien etengabeko fluxua bermatuz. |
Nola funtzionatzen du vanadio redox fluxu bateria batek?
- 1. Deskarga-zikloa
- Deskargatzean, elektrolito-soluzio positibo eta negatiboetako vanadio ioiek oxidazio- eta erredukzio-erreakzioak jasaten dituzte elektrodoetan, energia elektrikoa askatuz.
- 2. Karga-zikloa
- Kargatzen ari den bitartean, energia metatzen da oxidazio eta erredukzio erreakzioak alderantzizkatuz, banadio ioiak jatorrizko oxidazio egoerara itzuliz. Prozesu honek kanpoko korronte bat aplikatzea dakar sistemari.
- 3. Elektrolito jariakorrak
- Fluxu-baterien ezaugarri nagusia sisteman zehar ponpatzen diren elektrolito likidoak erabiltzea da, eta horrek bateriaren edukiera erraz handitzea ahalbidetzen du elektrolitoen biltegiratze-tangak handituz.
Vanadiozko Erredox Fluxu Baterien Abantailak
- √ Eskalagarritasuna
VRFBak erraz eskala daitezke elektrolito-tangak handituz, eta horrek aproposak bihurtzen ditu energia biltegiratzeko aplikazio handietarako, hala nola sarearen orekatzea eta energia berriztagarrien biltegiratzea. - √ Ziklo-bizitza luzea
Vanadioa ez da degradatzen zikloan zehar (elektrolito positibo eta negatiboetarako material bera erabiltzen duelako), eta horrek VRFB-ei bizitza erabilgarri luzeagoa ematen die beste bateria-kimika batzuekin alderatuta.
Naturgyk vanadio-fluxuko bateria hau zabaldu zuen Zamoran, Espainian.
- √Segurtasuna
VRFBak nahiko seguruak dira, elektrolitoak ez baitira sukoiak eta ez-toxikoak. Forma likidoak ihes termikoaren arriskua ere murrizten du, eta hori kezkagarria izan daiteke beste bateria mota batzuetan. - √ Eraginkortasuna
VRFBek % 65etik % 85era bitarteko joan-etorriko eraginkortasunak (deskargatzean berreskuratzen den energiaren ehunekoa) izan ditzakete, diseinuaren eta funtzionamendu-baldintzen arabera. -
√ Energia eta Potentzia Deskonektatzea
VRFBek energia (elektrolito-tangaren tamaina) eta potentzia (zelula elektrokimikoaren tamaina) osagaiak modu independentean eskala ditzakete, eta horrek malgutasuna ematen die aplikazio desberdinetarako.
Vanadiozko Erredox Fluxu Baterien Aplikazioak
1 MW eta 4 MWh-ko edukiontzietan banadio-fluxuko bateria...Avista Utilities-ek egina eta UniEnergy Technologies-ek fabrikatua.
- ⭐Sarearen biltegiratzea:VRFBak bereziki erabilgarriak dira haizea eta eguzki-energia bezalako iturri berriztagarrietatik datozen soberako energia biltegiratzeko, energia-iturri horien etengabeko aldaketa leuntzeko bufferra eskainiz.
- ⭐Energia Berriztagarrien Integrazioa:Eskaria txikia denean energia biltegiratu eta eskaera puntako orduetan askatu dezakete.
- ⭐Erreserbako energia:VRFBak azpiegitura kritikoetan babeskopia-energia sistemetarako ere erabil daitezke.
Vanadiozko erredox fluxu bateria VS litiozko ioizko bateria
| Ezaugarria | Vanadio Redox Flow Bateria (VFB) | |
| Segurtasuna | Berez seguruagoa elektrolito urtsuen soluzioei esker, ez da ihes termikorik, suterik edo leherketarik gertatzen. | Segurtasun arriskuak sor ditzake, besteak beste, ihes termikoa, suteak edo leherketak, kaltetuta edo gehiegi berotzen bada. |
| Eskalagarritasuna | Erraz eskalagarria, biltegiratze instalazio handietarako (ehunka MWh) egokia den hedapen modularra ahalbidetuz. | Eskalagarritasun txikiagoa; normalean tamaina finkoko unitateetan erabiltzen da, nahiz eta aplikazio batzuetarako eskalatu daitekeen. |
| Hasierako kostua | Li-ioizko bateriekin alderatuta hasierako inbertsio handiagoa. | Hasierako kostu txikiagoa VFBekin alderatuta. |
| Energia-dentsitatea | Energia-dentsitate txikiagoa (12-40 Wh/kg), eta horrek ez ditu egokiak ibilgailu elektrikoen moduko aplikazio mugikorretarako. | Energia-dentsitate handiagoa (80-300 Wh/kg), aproposa ibilgailu elektrikoetarako (EV) bezalako aplikazio mugikorretarako. |
| Energia-bihurketa-eraginkortasuna | Li-ioizko baterien aldean eraginkortasun txikiagoa (% 70-75). | Eraginkortasun handiagoa (% 90) karga/deskarga ziklo eraginkorragoei esker. |
| Ziklo-bizitza | Ziklo-bizitza oso luzea (>10.000 ziklo, batzuk 20.000 ziklo baino gehiago). | Ziklo-bizitza laburragoa (normalean 1.000-3.000 ziklo, bateria motaren eta erabileraren arabera). |
| Bizitza Osoko Kostuak | Bizi-ziklo osoan zehar watt-orduko (Wh) kostu txikiagoa. Ingurumenarekiko errespetutsuagoa, birziklagarriak diren vanadio elektrolitoekin. | Watt-orduko bizitza osorako kostu handiagoa, ziklo-bizitza laburragoa eta denboran zeharreko degradazioa direla eta. |
| Wh bakoitzeko kostua | Gaur egun Wh-ko 0,30-0,40 dolar inguru balio du, epe luzerako energia biltegiratzeko kostu-eraginkorragoa. | Normalean 0,50 $ Wh bakoitzeko, epe luzerako biltegiratze kostu handiagoa ziklo-bizitza laburragoa eta degradazio azkarragoa direla eta. |
▲Vanadio Redox Flow Bateriak (VFB) Segurtasuna, eskalagarritasuna, ziklo-bizitza luzea eta epe luzerako kostu-eraginkortasuna direla eta, egokiagoak dira eskala handiko eta iraupen luzeko energia-biltegiratze aplikazioetarako. Hala ere, energia-dentsitate txikia eta hasierako kostu handia direla eta, ez dira egokiak ibilgailu elektrikoak bezalako aplikazioetarako.
▲ Litio-ioizko bateriak (Li-ioia)Energia-dentsitate handiagoa dutelako, ibilgailu elektrikoak bezalako aplikazio eramangarrietarako gehiago erabiltzen dira, baina segurtasun-arriskuak, ziklo-bizitza laburragoa eta epe luzerako kostu handiagoak dituzte VFB-ekin alderatuta.
10 Vanadio Fluxuko Baterien Enpresa Nagusiak
Mundu osoan hainbat enpresa eta erakunde ari dira lanean Vanadio Redox Flow Batteries (VRFB) garapenean eta merkaturatzean, arreta berezia jarriz...energia biltegiratzeko irtenbide handiakVRFB merkatuko eragile nagusietako batzuk bai enpresa finkatuak bai teknologia honetan espezializatutako startup-ak dira.
1. RedT Energy (gaur egun Invinity Energy Systems)
- Kokapena: Erresuma Batua
- Orokorra: RedT Energy HydroStar-ekin batu zen Invinity Energy Systems sortzeko. VRFB teknologian oinarritutako iraupen luzeko energia biltegiratzeko irtenbideetan espezializatuta daude. Haien produktuak industria- eta sare-eskalako energia biltegiratzeko aplikazioetara zuzenduta daude.
2. VRB Energia
- Kokapena: Txina / Kanada
- Orokorra:VRB Energy Txinako State Grid Corporation-en filiala da eta VRFB-en garapenean eta merkaturatzean zentratzen da. Eskala handiko energia biltegiratzeko irtenbideak eskaintzen dituzte eta bereziki aktiboak dira bai Txinan bai nazioarteko merkatuetan.
3. Sumitomo Industria Elektrikoak
- Kokapena: Japonia
- Orokorra: Sumitomok jokalari garrantzitsua izan da Vanadium Redox Flow Battery teknologiaren garapenean. Konpainiak bere VRFB sistemak garatu ditu eta hainbat energia biltegiratzeko proiektutan ezarri ditu, batez ere Japoniako merkatuan.
- Kokapena: Ameriketako Estatu Batuak
- Orokorra:Imergy Power Systemsek sare-eskalako energia biltegiratzeko vanadioan oinarritutako fluxu-bateriak garatzen espezializatuta dago. Konpainiak energia berriztagarrien iturriak, hala nola eguzki-energia eta haize-energia, energia biltegiratzearekin integratzera bideratuta dago.
5. Sivens
- Kokapena:Frantzia
- Orokorra: Sivens energia biltegiratzeko VRFB sistemen ekoizpenean diharduen frantziar enpresa bat da. Energia biltegiratzeko kostu-eraginkorrak eta iraunkorrak diren irtenbideak garatzen ditu bai aplikazio komertzialetarako bai industrialetarako.
- Kokapena:Kanada
- Orokorra: VanadiumCorp Resource Inc. Kanadako meatzaritza eta teknologia enpresa bat da, vanadioaren erauzketan eta VRFB teknologiaren garapenean espezializatua. Enpresak vanadioaren erauzketaren eraginkortasuna hobetzen eta VRFBetarako aplikazio berriak garatzen ari da lanean.
7. Energia Biltegiratzeko Sistemak (ESS, Inc.)
- Kokapena:Ameriketako Estatu Batuak
- Orokorra:ESS Inc. energia biltegiratzeko irtenbide luzeetan espezializatutako enpresa bat da, burdin fluxu bateria teknologia erabiliz. Teknologia hori VRFB-ren antzekoa da, baina vanadioaren ordez burdina erabiltzen du. Eskala handiko energia biltegiratzeko irtenbideak eskaintzen dituzte, baina haien lana fluxu baterien merkatu gero eta handiagoaren parte da.
8. CellCube Energia Biltegiratzeko Sistemak
- Kokapena:Austria / Kanada
- Orokorra: Gildemeister Energy Storage-ren filiala den CellCube-k sare elektrikoan biltegiratzeko Vanadio Redox Flow Bateriak fabrikatzen eta zabaltzen ditu. Konpainia bereziki Europan eta Ipar Amerikan energia biltegiratzeko proiektu handietan parte hartzen du.
9. Energia Berriztagarrien Soluzioak (RES Taldea)
- Kokapena: Erresuma Batua
- Orokorra:RES Group, energia berriztagarrien munduko eragile handi bat, vanadio fluxuko bateriak energia sistemetan integratzen ari da lanean, energia berriztagarrietarako energia biltegiratzeko irtenbide jasangarri eta eskala handikoak garatzeko helburuaren barruan.
- Kokapena:Txina
- Orokorra: Pu Neng (PNT) Txinako enpresa bat da, energia biltegiratzeko irtenbide txiki eta handietarako Vanadio Redox Flow Bateriak garatu eta fabrikatzen dituena. VRFBak energia berriztagarrien sistemetan integratzean zentratzen dira.
Erronkak eta etorkizuneko aukerak
Vanadio Redox Flow Bateriek abantaila itxaropentsuak eskaintzen dituzten arren, badira konpondu beharreko zenbait erronka:
- ●Vanadio Redox Flow Bateriaren Prezioa:Vanadioaren kostua eta eskala handiko VFB sistemetarako behar den azpiegitura nahiko altua izan daiteke. Hala ere, teknologia helduago egin eta vanadioaren ekoizpena handitzen den heinean, kostuak gutxitzea espero da.
- ●Energia-dentsitatea:VFB-ek iraupen luzeko gaitasun bikainak dituzten arren, haien energia-dentsitatea (bolumen edo pisu unitateko gordetako energia kopurua) litio-ioizko edo egoera solidoko baterien bateriarena baino txikiagoa da. Horrek espazioa eta pisua kritikoak diren aplikazioetarako gutxiago egokitzen ditu.
- ●Eraginkortasuna: VFB-en eraginkortasuna, altua izan arren, litio-ioizko bateriena baino zertxobait txikiagoa da oraindik. Hala ere, materialen eta diseinuaren hobekuntzek eraginkortasuna hobetzea espero da denborarekin.
Ondorioa
Vanadio Redox Flow Bateria energia biltegiratzeko irtenbide berritzaile eta itxaropentsua da, eskala handiko energia biltegiratzeko sistemak iraultzeko ahalmena duena. Eskalagarritasunak, ziklo-bizitza luzeak, segurtasunak eta ingurumena errespetatzen duen diseinuak aukera erakargarri bihurtzen dute sare elektrikoaren biltegiratzerako, energia berriztagarrien integraziorako eta eskala handiko beste energia biltegiratzeko aplikazio batzuetarako. Teknologia heltzen den heinean eta kostuen murrizketak lortzen diren heinean, VFBek funtsezko zeregina izan dezakete etorkizunean...energia biltegiratze jasangarria, energia-sare erresilienteagoa eta fidagarriagoa sortzen lagunduz.
Argitaratze data: 2025eko urtarrilaren 7a