वैनेडियम रेडॉक्स फ्लो बैटरी (VFBs)एक उभरती हुई ऊर्जा भंडारण तकनीक है जिसमें महत्वपूर्ण क्षमता है, विशेष रूप से बड़े पैमाने पर, लंबी अवधि के भंडारण अनुप्रयोगों में। पारंपरिक के विपरीतरिचार्जेबल बैटरी भंडारणवीएफबी सकारात्मक और नकारात्मक दोनों इलेक्ट्रोड के लिए वैनेडियम इलेक्ट्रोलाइट समाधान का उपयोग करते हैं, जो उन्हें डिजाइन और संचालन में अद्वितीय बनाता है।
वैनेडियम रेडॉक्स फ्लो बैटरी क्या है?
वैनेडियम रेडॉक्स बैटरी (VRB)वैनेडियम फ्लो बैटरी (वीएफबी) या वैनेडियम रेडॉक्स फ्लो बैटरी (वीआरएफबी) के रूप में भी जाना जाता है, यह एक प्रकार की रिचार्जेबल फ्लो बैटरी है।
यह विद्युत ऊर्जा को संग्रहीत और मुक्त करने के लिए विभिन्न ऑक्सीकरण अवस्थाओं में वैनेडियम आयनों का उपयोग करता है। पारंपरिक बैटरियों के विपरीत, वीआरएफबी ठोस इलेक्ट्रोड के बजाय तरल इलेक्ट्रोलाइट्स में ऊर्जा संग्रहीत करते हैं जो पूरे सिस्टम में प्रवाहित होते हैं। यह डिज़ाइन स्केलेबल और लचीले होने की अनुमति देता है।ऊर्जा भंडारण समाधान.
वैनेडियम रेडॉक्स फ्लो बैटरी के प्रमुख घटक
| मुख्य घटक | विवरण |
| इलेक्ट्रोलाइट्स | - वीआरएफबी दो तरल इलेक्ट्रोलाइट्स का उपयोग करता है, जिसमें आमतौर पर विभिन्न ऑक्सीकरण अवस्थाओं (V²⁺, V³⁺, V⁴⁺, और V⁵⁺) में वैनेडियम होता है। |
| इलेक्ट्रोड | - दो इलेक्ट्रोड (आमतौर पर कार्बन या इसी तरह की सामग्री) ऊर्जा को मुक्त करने या संग्रहीत करने के लिए रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं (अपचयन और ऑक्सीकरण) को सुविधाजनक बनाते हैं। |
| झिल्ली | - एक प्रोटॉन-संवाहक झिल्ली (जो प्रायः नैफिऑन से बनी होती है) दो इलेक्ट्रोलाइट विलयनों को अलग करती है, जिससे आवेश/निर्वहन चक्र के दौरान दोनों पक्षों के बीच आयन प्रवाह संभव होता है। |
| पंप और प्रवाह प्रणाली | - ये घटक विद्युत रासायनिक सेल के माध्यम से इलेक्ट्रोलाइट्स को प्रसारित करते हैं, जिससे ऊर्जा रूपांतरण प्रक्रिया के लिए वैनेडियम आयनों का निरंतर प्रवाह सुनिश्चित होता है। |
वैनेडियम रेडॉक्स फ्लो बैटरी कैसे काम करती है?
- 1. निर्वहन चक्र
- निर्वहन के दौरान, धनात्मक और ऋणात्मक इलेक्ट्रोलाइट विलयनों में वैनेडियम आयन इलेक्ट्रोड पर ऑक्सीकरण और अपचयन अभिक्रियाओं से गुजरते हैं, जिससे विद्युत ऊर्जा मुक्त होती है।
- 2. चार्ज चक्र
- चार्जिंग के दौरान, ऑक्सीकरण और अपचयन अभिक्रियाओं को उलटकर ऊर्जा संग्रहित की जाती है, जिससे वैनेडियम आयन अपनी मूल ऑक्सीकरण अवस्थाओं में वापस आ जाते हैं। इस प्रक्रिया में सिस्टम में एक बाहरी धारा प्रवाहित की जाती है।
- 3. बहते इलेक्ट्रोलाइट्स
- फ्लो बैटरियों की मुख्य विशेषता तरल इलेक्ट्रोलाइट्स का उपयोग है, जिन्हें सिस्टम के माध्यम से पंप किया जाता है, जिससे इलेक्ट्रोलाइट भंडारण टैंकों के आकार को बढ़ाकर बैटरी की क्षमता को आसानी से बढ़ाया जा सकता है।
वैनेडियम रेडॉक्स फ्लो बैटरियों के लाभ
- √ अनुमापकता
वीआरएफबी को इलेक्ट्रोलाइट टैंकों के आकार को बढ़ाकर आसानी से बढ़ाया जा सकता है, जिससे वे ग्रिड संतुलन और नवीकरणीय ऊर्जा भंडारण जैसे बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बन जाते हैं। - √ लंबा चक्र जीवन
वैनेडियम चक्रण के दौरान विघटित नहीं होता (क्योंकि यह धनात्मक और ऋणात्मक दोनों इलेक्ट्रोलाइट्स के लिए एक ही सामग्री का उपयोग करता है), जिससे VRFB को अन्य बैटरी रसायनों की तुलना में अधिक लम्बा परिचालन जीवन प्राप्त होता है।
नेचुरजी ने इस वैनेडियम फ्लो बैटरी को स्पेन के ज़मोरा में तैनात किया।
- √सुरक्षा
वीआरएफबी अपेक्षाकृत सुरक्षित हैं क्योंकि इनके इलेक्ट्रोलाइट्स ज्वलनशील और विषैले नहीं होते। तरल रूप में इनका उपयोग तापीय अपवाह के जोखिम को भी कम करता है, जो कुछ अन्य प्रकार की बैटरियों में चिंता का विषय हो सकता है। - √ क्षमता
वीआरएफबी की राउंड-ट्रिप दक्षता (डिस्चार्जिंग के दौरान प्राप्त ऊर्जा का प्रतिशत) 65% से 85% तक हो सकती है, जो डिजाइन और परिचालन स्थितियों पर निर्भर करती है। -
√ ऊर्जा और शक्ति वियुग्मन
वीआरएफबी स्वतंत्र रूप से ऊर्जा (इलेक्ट्रोलाइट टैंक का आकार) और शक्ति (इलेक्ट्रोकेमिकल सेल का आकार) घटकों को माप सकते हैं, जो उन्हें विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए लचीलापन प्रदान करता है।
वैनेडियम रेडॉक्स फ्लो बैटरियों के अनुप्रयोग
1 मेगावाट 4 मेगावाट घंटा कंटेनरीकृत वैनेडियम फ्लो बैटरी के स्वामित्व मेंएविस्टा यूटिलिटीज द्वारा निर्मित और यूनीएनर्जी टेक्नोलॉजीज द्वारा निर्मित।
- ⭐ग्रिड संग्रहण:वीआरएफबी विशेष रूप से पवन और सौर जैसे नवीकरणीय स्रोतों से प्राप्त अतिरिक्त ऊर्जा को संग्रहीत करने के लिए उपयोगी हैं, तथा इन ऊर्जा स्रोतों की रुकावट को कम करने के लिए एक बफर प्रदान करते हैं।
- ⭐नवीकरणीय ऊर्जा एकीकरण:वे मांग कम होने पर ऊर्जा का भंडारण कर सकते हैं तथा अधिकतम मांग के समय उसे मुक्त कर सकते हैं।
- ⭐बिजली का बैकअप:वीआरएफबी का उपयोग महत्वपूर्ण बुनियादी ढांचे में बैकअप बिजली प्रणालियों के लिए भी किया जा सकता है।
वैनेडियम रेडॉक्स फ्लो बैटरी बनाम लिथियम आयन बैटरी
| विशेषता | वैनेडियम रेडॉक्स फ्लो बैटरी (VFB) | |
| सुरक्षा | जलीय इलेक्ट्रोलाइट समाधान के कारण स्वाभाविक रूप से अधिक सुरक्षित, कोई तापीय पलायन, आग या विस्फोट नहीं। | क्षतिग्रस्त या अत्यधिक गर्म होने पर थर्मल रनवे, आग या विस्फोट सहित सुरक्षा जोखिम उत्पन्न हो सकते हैं। |
| अनुमापकता | आसानी से स्केलेबल, बड़ी भंडारण सुविधाओं (सैकड़ों मेगावाट घंटे) के लिए उपयुक्त मॉड्यूलर विस्तार की अनुमति देता है। | कम स्केलेबल; आमतौर पर निश्चित आकार की इकाइयों में उपयोग किया जाता है, हालांकि इसे कुछ अनुप्रयोगों के लिए स्केल किया जा सकता है। |
| प्रारंभिक लागत | ली-आयन बैटरियों की तुलना में उच्चतर अग्रिम निवेश। | वीएफबी की तुलना में कम अग्रिम लागत। |
| ऊर्जा घनत्व | कम ऊर्जा घनत्व (12-40 Wh/kg), जो उन्हें EV जैसे मोबाइल अनुप्रयोगों के लिए अनुपयुक्त बनाता है। | उच्च ऊर्जा घनत्व (80-300 Wh/kg), इलेक्ट्रिक वाहनों (EVs) जैसे मोबाइल अनुप्रयोगों के लिए आदर्श। |
| ऊर्जा रूपांतरण दक्षता | ली-आयन बैटरियों की तुलना में कम दक्षता (70-75%)। | अधिक कुशल चार्ज/डिस्चार्ज चक्र के कारण उच्च दक्षता (90%)। |
| चक्र जीवन | अत्यंत लम्बा चक्र जीवन (>10,000 चक्र, कुछ में 20,000 चक्र से भी अधिक)। | छोटा चक्र जीवन (आमतौर पर 1,000-3,000 चक्र, बैटरी के प्रकार और उपयोग पर निर्भर करता है)। |
| जीवन भर की लागत | संपूर्ण जीवनचक्र में प्रति वाट-घंटा (Wh) कम लागत। पुनर्चक्रण योग्य वैनेडियम इलेक्ट्रोलाइट्स के साथ अधिक पर्यावरण-अनुकूल। | कम चक्र जीवन और समय के साथ गिरावट के कारण प्रति वाट-घंटे उच्च जीवनकाल लागत। |
| प्रति घंटा लागत | वर्तमान में यह लगभग 0.30-0.40 डॉलर प्रति वाट है, जो दीर्घकालिक ऊर्जा भंडारण के लिए अधिक लागत प्रभावी है। | आमतौर पर 0.50 डॉलर प्रति Wh, कम चक्र जीवन और तेजी से गिरावट के कारण दीर्घकालिक भंडारण के लिए उच्च लागत। |
▲वैनेडियम रेडॉक्स फ्लो बैटरी (VFBs) अपनी सुरक्षा, मापनीयता, लंबे चक्र जीवन और दीर्घकालिक लागत दक्षता के कारण, ये बड़े पैमाने पर, लंबी अवधि के ऊर्जा भंडारण अनुप्रयोगों के लिए अधिक उपयुक्त हैं। हालाँकि, इनका कम ऊर्जा घनत्व और उच्च प्रारंभिक लागत इन्हें इलेक्ट्रिक वाहनों जैसे अनुप्रयोगों के लिए अनुपयुक्त बनाती है।
▲ लिथियम-आयन बैटरियाँ (Li-ion)अपने उच्च ऊर्जा घनत्व के कारण इलेक्ट्रिक वाहनों जैसे पोर्टेबल अनुप्रयोगों के लिए इनका अधिक व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, लेकिन वे वीएफबी की तुलना में सुरक्षा जोखिम, छोटे चक्र जीवन और उच्च दीर्घकालिक लागत के साथ आते हैं।
शीर्ष 10 वैनेडियम फ्लो बैटरी कंपनियां
दुनिया भर में कई कंपनियां और संगठन वैनेडियम रेडॉक्स फ्लो बैटरी (वीआरएफबी) के विकास और व्यावसायीकरण पर काम कर रहे हैं, जिनका ध्यान केंद्रित हैबड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण समाधानवीआरएफबी बाजार में कुछ प्रमुख खिलाड़ियों में इस तकनीक में विशेषज्ञता वाली स्थापित कंपनियां और स्टार्टअप दोनों शामिल हैं।
1. रेडटी एनर्जी (अब इनविनिटी एनर्जी सिस्टम्स)
- जगह: यूनाइटेड किंगडम
- अवलोकन: रेडटी एनर्जी ने हाइड्रोस्टार के साथ विलय करके इनविनिटी एनर्जी सिस्टम्स का गठन किया। वे वीआरएफबी तकनीक पर आधारित दीर्घकालिक ऊर्जा भंडारण समाधानों में विशेषज्ञता रखते हैं। उनके उत्पाद औद्योगिक और ग्रिड-स्तरीय ऊर्जा भंडारण अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।
- जगह: चीन / कनाडा
- अवलोकन:वीआरबी एनर्जी चीन के स्टेट ग्रिड कॉर्पोरेशन की एक सहायक कंपनी है और वीआरएफबी के विकास और व्यावसायीकरण पर केंद्रित है। वे बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण समाधान प्रदान करते हैं और चीन तथा अंतर्राष्ट्रीय बाजारों में विशेष रूप से सक्रिय हैं।
3. Sउमितोमो इलेक्ट्रिक इंडस्ट्रीज
- जगह: जापान
- अवलोकन: सुमितोमो वैनेडियम रेडॉक्स फ्लो बैटरी तकनीक के विकास में एक महत्वपूर्ण खिलाड़ी रहा है। कंपनी ने अपने स्वयं के वीआरएफबी सिस्टम विकसित किए हैं और उन्हें विभिन्न ऊर्जा भंडारण परियोजनाओं में, विशेष रूप से जापानी बाजार में, लागू किया है।
- जगह: संयुक्त राज्य अमेरिका
- अवलोकन:इमर्जी पावर सिस्टम्स ग्रिड-स्तरीय ऊर्जा भंडारण के लिए वैनेडियम-आधारित फ्लो बैटरी विकसित करने में विशेषज्ञता रखती है। कंपनी सौर और पवन जैसे नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों को ऊर्जा भंडारण के साथ एकीकृत करने पर केंद्रित है।
5. सिवेन्स
- जगह:फ्रांस
- अवलोकन: सिवेन्स एक फ्रांसीसी कंपनी है जो ऊर्जा भंडारण के लिए वीआरएफबी प्रणालियों के उत्पादन में लगी हुई है। वे वाणिज्यिक और औद्योगिक दोनों अनुप्रयोगों के लिए लागत-प्रभावी, दीर्घकालिक ऊर्जा भंडारण समाधान विकसित करने पर ध्यान केंद्रित करते हैं।
- जगह:कनाडा
- अवलोकन: वैनेडियमकॉर्प रिसोर्स इंक. एक कनाडाई खनन और प्रौद्योगिकी कंपनी है जो वैनेडियम निष्कर्षण और वीआरएफबी तकनीक के विकास पर केंद्रित है। कंपनी वैनेडियम निष्कर्षण की दक्षता में सुधार और वीआरएफबी के लिए नए अनुप्रयोग विकसित करने पर काम कर रही है।
7. ऊर्जा भंडारण प्रणालियाँ (ESS, Inc.)
- जगह:संयुक्त राज्य अमेरिका
- अवलोकन:ईएसएस इंक. एक ऐसी कंपनी है जो आयरन फ्लो बैटरी तकनीक का उपयोग करके दीर्घकालिक ऊर्जा भंडारण समाधानों पर केंद्रित है, जो वीआरएफबी के समान है, लेकिन इसमें वैनेडियम के बजाय लोहे का उपयोग किया जाता है। वे बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण समाधान प्रदान करते हैं, लेकिन उनका काम फ्लो बैटरी के बढ़ते बाजार का हिस्सा है।
8. सेलक्यूब ऊर्जा भंडारण प्रणालियाँ
- जगह:ऑस्ट्रिया / कनाडा
- अवलोकन: गिल्डमिस्टर एनर्जी स्टोरेज की एक सहायक कंपनी, सेलक्यूब, ग्रिड-स्तरीय भंडारण के लिए वैनेडियम रेडॉक्स फ्लो बैटरियों के निर्माण और उपयोग पर केंद्रित है। कंपनी विशेष रूप से यूरोप और उत्तरी अमेरिका में बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण परियोजनाओं में शामिल है।
9. नवीकरणीय ऊर्जा समाधान (आरईएस समूह)
- जगह: यूनाइटेड किंगडम
- अवलोकन:आरईएस ग्रुप, एक बड़ी वैश्विक नवीकरणीय ऊर्जा कंपनी, नवीकरणीय ऊर्जा के लिए टिकाऊ, बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण समाधान विकसित करने के अपने लक्ष्य के हिस्से के रूप में ऊर्जा प्रणालियों में वैनेडियम फ्लो बैटरी को एकीकृत करने पर काम कर रही है।
- जगह:चीन
- अवलोकन: पु नेंग (PNT) एक चीनी कंपनी है जो छोटे और बड़े पैमाने के ऊर्जा भंडारण समाधानों के लिए वैनेडियम रेडॉक्स फ्लो बैटरियों का विकास और निर्माण करती है। वे नवीकरणीय ऊर्जा प्रणालियों में VRFB को एकीकृत करने पर ध्यान केंद्रित करते हैं।
चुनौतियाँ और भविष्य की संभावनाएँ
हालांकि वैनेडियम रेडॉक्स फ्लो बैटरियां आशाजनक लाभ प्रदान करती हैं, फिर भी कुछ चुनौतियां हैं जिनका समाधान किया जाना आवश्यक है:
- ●वैनेडियम रेडॉक्स फ्लो बैटरी की कीमत:बड़े पैमाने पर VFB प्रणालियों के लिए आवश्यक वैनेडियम और बुनियादी ढाँचे की लागत अपेक्षाकृत अधिक हो सकती है। हालाँकि, जैसे-जैसे तकनीक परिपक्व होती है और वैनेडियम का उत्पादन बढ़ता है, लागत में कमी आने की उम्मीद है।
- ●ऊर्जा घनत्व:हालाँकि वीएफबी में उत्कृष्ट दीर्घकालिक क्षमताएँ होती हैं, लेकिन उनका ऊर्जा घनत्व (प्रति इकाई आयतन या भार में संग्रहित ऊर्जा की मात्रा) लिथियम-आयन या सॉलिड-स्टेट बैटरियों की तुलना में कम होता है। यह उन्हें उन अनुप्रयोगों के लिए कम उपयुक्त बना सकता है जहाँ स्थान और भार महत्वपूर्ण होते हैं।
- ●क्षमता: वीएफबी की दक्षता, उच्च होने के बावजूद, लिथियम-आयन बैटरियों की तुलना में थोड़ी कम है। हालाँकि, सामग्री और डिज़ाइन में सुधार से समय के साथ दक्षता में वृद्धि होने की उम्मीद है।
निष्कर्ष
वैनेडियम रेडॉक्स फ्लो बैटरी एक अभिनव और आशाजनक ऊर्जा भंडारण समाधान है जिसमें बड़े पैमाने की ऊर्जा भंडारण प्रणालियों में क्रांति लाने की क्षमता है। इसकी मापनीयता, लंबा चक्र जीवन, सुरक्षा और पर्यावरण के अनुकूल डिज़ाइन इसे ग्रिड भंडारण, नवीकरणीय ऊर्जा एकीकरण और अन्य बड़े पैमाने के ऊर्जा भंडारण अनुप्रयोगों के लिए एक आकर्षक विकल्प बनाते हैं। जैसे-जैसे तकनीक परिपक्व होती है और लागत में कमी आती है, VFB भविष्य में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकते हैं।टिकाऊ ऊर्जा भंडारणइससे अधिक लचीला और विश्वसनीय ऊर्जा ग्रिड बनाने में मदद मिलेगी।
पोस्ट करने का समय: जनवरी-07-2025