Baterai Aliran Redoks Vanadium (VFB)adalah teknologi penyimpanan energi yang sedang berkembang dengan potensi yang signifikan, terutama dalam aplikasi penyimpanan skala besar dan jangka panjang. Tidak seperti penyimpanan konvensional,penyimpanan baterai isi ulangVFB menggunakan larutan elektrolit vanadium untuk elektroda positif dan negatif, menjadikannya unik dalam desain dan pengoperasian.
Apa itu Baterai Aliran Redoks Vanadium?
Itubaterai redoks vanadium (VRB), juga dikenal sebagai baterai aliran vanadium (VFB) atau baterai aliran redoks vanadium (VRFB), adalah jenis baterai aliran yang dapat diisi ulang.
Baterai ini memanfaatkan ion vanadium dalam berbagai tingkat oksidasi untuk menyimpan dan melepaskan energi listrik. Tidak seperti baterai konvensional, VRFB menyimpan energi dalam elektrolit cair yang bersirkulasi melalui sistem, alih-alih dalam elektroda padat. Desain ini memungkinkan penerapan yang terukur dan fleksibel.solusi penyimpanan energi.
Komponen Utama Baterai Aliran Redoks Vanadium
| Komponen Utama | Keterangan |
| Elektrolit | - VRFB menggunakan dua elektrolit cair, biasanya mengandung vanadium dalam keadaan oksidasi yang berbeda (V²⁺, V³⁺, V⁴⁺, dan V⁵⁺). |
| Elektroda | - Dua elektroda (biasanya karbon atau bahan serupa) memfasilitasi reaksi redoks (reduksi dan oksidasi) untuk melepaskan atau menyimpan energi. |
| Selaput | - Membran penghantar proton (seringkali terbuat dari Nafion) memisahkan dua larutan elektrolit, yang memungkinkan aliran ion antara kedua sisi selama siklus pengisian/pengosongan. |
| Pompa dan Sistem Aliran | Komponen ini mengedarkan elektrolit melalui sel elektrokimia, memastikan aliran ion vanadium yang berkelanjutan untuk proses konversi energi. |
Bagaimana Cara Kerja Baterai Aliran Redoks Vanadium?
- 1. Siklus Pembuangan
- Selama pelepasan, ion vanadium dalam larutan elektrolit positif dan negatif mengalami reaksi oksidasi dan reduksi pada elektroda, melepaskan energi listrik.
- 2. Siklus Pengisian Daya
- Selama pengisian daya, energi disimpan dengan membalikkan reaksi oksidasi dan reduksi, sehingga ion vanadium kembali ke keadaan oksidasi semula. Proses ini melibatkan pemberian arus eksternal ke sistem.
- 3. Elektrolit yang Mengalir
- Karakteristik utama baterai aliran adalah penggunaan elektrolit cair yang dipompa melalui sistem, yang memungkinkan kapasitas baterai ditingkatkan dengan mudah hanya dengan memperbesar ukuran tangki penyimpanan elektrolit.
Keunggulan Baterai Aliran Redoks Vanadium
- √ Skalabilitas
VRFB dapat dengan mudah ditingkatkan skalanya dengan meningkatkan ukuran tangki elektrolit, menjadikannya ideal untuk aplikasi penyimpanan energi berskala besar seperti penyeimbangan jaringan dan penyimpanan energi terbarukan. - √ Siklus Hidup Panjang
Vanadium tidak mengalami degradasi selama siklus (karena menggunakan bahan yang sama untuk elektrolit positif dan negatif), yang memberikan VRFB masa operasional yang lebih panjang dibandingkan dengan kimia baterai lainnya.
Naturgy menyebarkan baterai aliran vanadium ini di Zamora, Spanyol.
- √Keamanan
VRFB relatif aman karena elektrolitnya tidak mudah terbakar dan tidak beracun. Bentuk cairnya juga mengurangi risiko thermal runaway, yang dapat menjadi masalah pada beberapa jenis baterai lainnya. - √ Efisiensi
VRFB dapat memiliki efisiensi pulang pergi (persentase energi yang dipulihkan selama pemakaian) berkisar antara 65% hingga 85%, tergantung pada desain dan kondisi pengoperasian. -
√ Pemisahan Energi dan Daya
VRFB dapat secara independen menskalakan komponen energi (ukuran tangki elektrolit) dan daya (ukuran sel elektrokimia), yang memberinya fleksibilitas untuk berbagai aplikasi.
Aplikasi Baterai Aliran Redoks Vanadium
Baterai aliran vanadium kontainer 1 MW 4 MWh yang dimiliki olehAvista Utilities dan diproduksi oleh UniEnergy Technologies.
- ⭐Penyimpanan Jaringan:VRFB sangat berguna untuk menyimpan kelebihan energi dari sumber terbarukan seperti angin dan matahari, menyediakan penyangga untuk memperlancar intermitensi sumber energi ini.
- ⭐Integrasi Energi Terbarukan:Mereka dapat menyimpan energi saat permintaan rendah dan melepaskannya selama jam-jam permintaan puncak.
- ⭐Daya Cadangan:VRFB juga dapat digunakan untuk sistem daya cadangan dalam infrastruktur penting.
Baterai Aliran Redoks Vanadium VS Baterai Ion Litium
| Fitur | Baterai Aliran Redoks Vanadium (VFB) | |
| Keamanan | Secara inheren lebih aman karena larutan elektrolit berair, tidak ada pelarian termal, kebakaran, atau ledakan. | Dapat menimbulkan risiko keselamatan, termasuk pelarian termal, kebakaran, atau ledakan jika rusak atau terlalu panas. |
| Skalabilitas | Mudah diskalakan, memungkinkan perluasan modular yang cocok untuk fasilitas penyimpanan besar (ratusan MWh). | Kurang berskala; biasanya digunakan dalam unit berukuran tetap, meskipun dapat diskalakan untuk beberapa aplikasi. |
| Biaya Awal | Investasi awal lebih tinggi dibandingkan dengan baterai Li-ion. | Biaya awal lebih rendah dibandingkan dengan VFB. |
| Kepadatan Energi | Kepadatan energi yang lebih rendah (12-40 Wh/kg), membuatnya tidak cocok untuk aplikasi bergerak seperti EV. | Kepadatan energi yang lebih tinggi (80-300 Wh/kg), ideal untuk aplikasi bergerak seperti kendaraan listrik (EV). |
| Efisiensi Konversi Energi | Efisiensi lebih rendah (70-75%) dibandingkan dengan baterai Li-ion. | Efisiensi lebih tinggi (90%) karena siklus pengisian/pengosongan lebih efisien. |
| Siklus Hidup | Siklus hidup yang sangat panjang (>10.000 siklus, beberapa di antaranya melebihi 20.000 siklus). | Siklus hidup lebih pendek (biasanya 1.000-3.000 siklus, tergantung pada jenis dan penggunaan baterai). |
| Biaya Seumur Hidup | Biaya per Watt-Jam (Wh) lebih rendah di seluruh siklus hidup. Lebih ramah lingkungan dengan elektrolit vanadium yang dapat didaur ulang. | Biaya seumur hidup per watt-jam lebih tinggi karena siklus hidup yang lebih pendek dan penurunan kualitas seiring berjalannya waktu. |
| Biaya Per Wh | Saat ini sekitar $0,30-$0,40 per Wh, lebih hemat biaya untuk penyimpanan energi jangka panjang. | Biasanya $0,50 per Wh, biaya lebih tinggi untuk penyimpanan jangka panjang karena siklus hidup yang lebih pendek dan degradasi yang lebih cepat. |
▲Baterai Aliran Redoks Vanadium (VFB) Lebih cocok untuk aplikasi penyimpanan energi skala besar dan jangka panjang karena keamanannya, skalabilitasnya, siklus hidupnya yang panjang, dan efisiensi biaya dalam jangka panjang. Namun, kepadatan energinya yang rendah dan biaya awalnya yang tinggi membuatnya kurang cocok untuk aplikasi seperti kendaraan listrik.
▲ Baterai Litium-ion (Li-ion)lebih banyak digunakan untuk aplikasi portabel seperti kendaraan listrik karena kepadatan energinya lebih tinggi, tetapi memiliki risiko keselamatan, siklus hidup lebih pendek, dan biaya jangka panjang lebih tinggi dibandingkan dengan VFB.
10 Perusahaan Baterai Aliran Vanadium Teratas
Ada beberapa perusahaan dan organisasi di seluruh dunia yang bekerja pada pengembangan dan komersialisasi Baterai Aliran Redoks Vanadium (VRFB), dengan fokus padasolusi penyimpanan energi skala besarBeberapa pemain kunci di pasar VRFB mencakup perusahaan mapan dan perusahaan rintisan yang berspesialisasi dalam teknologi ini.
1. RedT Energy (sekarang Invinity Energy Systems)
- Lokasi: Inggris Raya
- Ringkasan: RedT Energy bergabung dengan HydroStar untuk membentuk Invinity Energy Systems. Mereka berspesialisasi dalam solusi penyimpanan energi jangka panjang berbasis teknologi VRFB. Produk mereka ditujukan untuk aplikasi penyimpanan energi skala industri dan jaringan.
2. Energi VRB
- Lokasi: Tiongkok/Kanada
- Ringkasan:VRB Energy adalah anak perusahaan State Grid Corporation Tiongkok dan berfokus pada pengembangan dan komersialisasi VRFB. Mereka menawarkan solusi penyimpanan energi berskala besar dan khususnya aktif di pasar Tiongkok dan internasional.
3. Sumitomo Electric Industries
- Lokasi: Jepang
- Ringkasan: Sumitomo telah menjadi pemain penting dalam pengembangan teknologi Baterai Aliran Redoks Vanadium. Perusahaan ini telah mengembangkan sistem VRFB-nya sendiri dan telah menerapkannya dalam berbagai proyek penyimpanan energi, terutama di pasar Jepang.
- Lokasi: Amerika Serikat
- Ringkasan:Imergy Power Systems berspesialisasi dalam pengembangan baterai aliran berbasis vanadium untuk penyimpanan energi skala jaringan. Perusahaan ini berfokus pada integrasi sumber energi terbarukan seperti tenaga surya dan angin dengan penyimpanan energi.
5. Tujuh belas
- Lokasi:Perancis
- Ringkasan: Sivens adalah perusahaan Prancis yang terlibat dalam produksi sistem VRFB untuk penyimpanan energi. Mereka berfokus pada pengembangan solusi penyimpanan energi yang hemat biaya dan tahan lama untuk aplikasi komersial maupun industri.
- Lokasi:Kanada
- Ringkasan: VanadiumCorp Resource Inc. adalah perusahaan pertambangan dan teknologi Kanada yang berfokus pada ekstraksi vanadium dan pengembangan teknologi VRFB. Perusahaan ini sedang berupaya meningkatkan efisiensi ekstraksi vanadium dan mengembangkan aplikasi baru untuk VRFB.
7. Sistem Penyimpanan Energi (ESS, Inc.)
- Lokasi:Amerika Serikat
- Ringkasan:ESS Inc. adalah perusahaan yang berfokus pada solusi penyimpanan energi jangka panjang menggunakan teknologi baterai aliran besi, yang mirip dengan VRFB tetapi menggunakan besi, bukan vanadium. Mereka menyediakan solusi penyimpanan energi skala besar, tetapi pekerjaan mereka merupakan bagian dari pasar baterai aliran yang sedang berkembang.
8. Sistem Penyimpanan Energi CellCube
- Lokasi:Austria/Kanada
- Ringkasan: CellCube, anak perusahaan Gildemeister Energy Storage, berfokus pada manufaktur dan penerapan Baterai Aliran Redoks Vanadium untuk penyimpanan skala jaringan. Perusahaan ini khususnya terlibat dalam proyek penyimpanan energi skala besar di Eropa dan Amerika Utara.
9. Solusi Energi Terbarukan (RES Group)
- Lokasi: Inggris Raya
- Ringkasan:RES Group, pemain energi terbarukan global yang besar, tengah berupaya mengintegrasikan baterai aliran vanadium ke dalam sistem energi sebagai bagian dari tujuan mereka untuk mengembangkan solusi penyimpanan energi berkelanjutan dan berskala besar untuk energi terbarukan.
- Lokasi:Cina
- Ringkasan: Pu Neng (PNT) adalah perusahaan Tiongkok yang mengembangkan dan memproduksi Baterai Aliran Redoks Vanadium untuk solusi penyimpanan energi skala kecil maupun besar. Mereka berfokus pada integrasi VRFB ke dalam sistem energi terbarukan.
Tantangan dan Prospek Masa Depan
Meskipun Baterai Aliran Redoks Vanadium menawarkan keuntungan yang menjanjikan, ada beberapa tantangan yang perlu diatasi:
- ●Harga Baterai Vanadium Redox Flow:Biaya vanadium dan infrastruktur yang dibutuhkan untuk sistem VFB skala besar bisa relatif tinggi. Namun, seiring dengan semakin matangnya teknologi dan meningkatnya skala produksi vanadium, biaya diperkirakan akan menurun.
- ●Kepadatan Energi:Meskipun VFB memiliki kemampuan tahan lama yang sangat baik, kepadatan energinya (jumlah energi yang tersimpan per satuan volume atau berat) lebih rendah daripada baterai lithium-ion atau solid-state. Hal ini membuatnya kurang cocok untuk aplikasi yang membutuhkan ruang dan berat yang besar.
- ●Efisiensi: Efisiensi VFB, meskipun tinggi, masih sedikit lebih rendah daripada baterai lithium-ion. Namun, peningkatan material dan desain diharapkan dapat meningkatkan efisiensinya seiring waktu.
Kesimpulan
Baterai Aliran Redoks Vanadium adalah solusi penyimpanan energi yang inovatif dan menjanjikan dengan potensi untuk merevolusi sistem penyimpanan energi skala besar. Skalabilitasnya, siklus hidupnya yang panjang, keamanannya, dan desainnya yang ramah lingkungan menjadikannya pilihan yang menarik untuk penyimpanan jaringan, integrasi energi terbarukan, dan aplikasi penyimpanan energi skala besar lainnya. Seiring dengan semakin matangnya teknologi dan tercapainya pengurangan biaya, VFB dapat memainkan peran kunci di masa depan.penyimpanan energi berkelanjutan, membantu menciptakan jaringan energi yang lebih tangguh dan andal.
Waktu posting: 07-Jan-2025