व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरीज (VFBs)हे एक उदयोन्मुख ऊर्जा साठवण तंत्रज्ञान आहे ज्यामध्ये लक्षणीय क्षमता आहे, विशेषतः मोठ्या प्रमाणात, दीर्घकालीन साठवण अनुप्रयोगांमध्ये. पारंपारिक विपरीतरिचार्जेबल बॅटरी स्टोरेज, VFBs सकारात्मक आणि नकारात्मक दोन्ही इलेक्ट्रोडसाठी व्हॅनेडियम इलेक्ट्रोलाइट द्रावण वापरतात, ज्यामुळे ते डिझाइन आणि ऑपरेशनमध्ये अद्वितीय बनतात.
व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरी म्हणजे काय?
दव्हॅनेडियम रेडॉक्स बॅटरी (VRB), ज्याला व्हॅनेडियम फ्लो बॅटरी (VFB) किंवा व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरी (VRFB) असेही म्हणतात, ही एक प्रकारची रिचार्जेबल फ्लो बॅटरी आहे.
ते विद्युत ऊर्जा साठवण्यासाठी आणि सोडण्यासाठी विविध ऑक्सिडेशन अवस्थेतील व्हॅनेडियम आयनांचा वापर करते. पारंपारिक बॅटरींपेक्षा वेगळे, VRFB घन इलेक्ट्रोडऐवजी प्रणालीतून फिरणाऱ्या द्रव इलेक्ट्रोलाइट्समध्ये ऊर्जा साठवतात. ही रचना स्केलेबल आणि लवचिक बनवते.ऊर्जा साठवणूक उपाय.
व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरीचे प्रमुख घटक
| मुख्य घटक | वर्णन |
| इलेक्ट्रोलाइट्स | - VRFB दोन द्रव इलेक्ट्रोलाइट्स वापरते, ज्यामध्ये सामान्यत: वेगवेगळ्या ऑक्सिडेशन अवस्थेत व्हॅनेडियम असते (V²⁺, V³⁺, V⁴⁺, आणि V⁵⁺). |
| इलेक्ट्रोड्स | - दोन इलेक्ट्रोड (सहसा कार्बन किंवा तत्सम पदार्थ) ऊर्जा सोडण्यासाठी किंवा साठवण्यासाठी रेडॉक्स अभिक्रियांना (कपात आणि ऑक्सिडेशन) सुलभ करतात. |
| पडदा | - एक प्रोटॉन-वाहक पडदा (बहुतेकदा नॅफियनपासून बनलेला) दोन इलेक्ट्रोलाइट द्रावणांना वेगळे करतो, ज्यामुळे चार्ज/डिस्चार्ज चक्रादरम्यान दोन्ही बाजूंमध्ये आयन प्रवाह होऊ शकतो. |
| पंप आणि प्रवाह प्रणाली | - हे घटक इलेक्ट्रोकेमिकल सेलमधून इलेक्ट्रोलाइट्सचे प्रसारण करतात, ज्यामुळे ऊर्जा रूपांतरण प्रक्रियेसाठी व्हॅनेडियम आयनचा सतत प्रवाह सुनिश्चित होतो. |
व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरी कशी काम करते?
- १. डिस्चार्ज सायकल
- डिस्चार्ज दरम्यान, सकारात्मक आणि नकारात्मक इलेक्ट्रोलाइट द्रावणांमधील व्हॅनेडियम आयन इलेक्ट्रोडवर ऑक्सिडेशन आणि रिडक्शन प्रतिक्रियांमधून जातात, ज्यामुळे विद्युत ऊर्जा बाहेर पडते.
- २. चार्ज सायकल
- चार्जिंग दरम्यान, ऑक्सिडेशन आणि रिडक्शन अभिक्रिया उलट करून, व्हॅनेडियम आयनांना त्यांच्या मूळ ऑक्सिडेशन अवस्थेत परत हलवून ऊर्जा साठवली जाते. या प्रक्रियेत सिस्टममध्ये बाह्य प्रवाह लागू करणे समाविष्ट आहे.
- ३. वाहणारे इलेक्ट्रोलाइट्स
- फ्लो बॅटरीचे प्रमुख वैशिष्ट्य म्हणजे सिस्टममधून पंप केलेले द्रव इलेक्ट्रोलाइट्स वापरणे, ज्यामुळे इलेक्ट्रोलाइट स्टोरेज टाक्यांचा आकार वाढवून बॅटरीची क्षमता सहजपणे वाढवता येते.
व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरीचे फायदे
- √ स्केलेबिलिटी
इलेक्ट्रोलाइट टाक्यांचा आकार वाढवून VRFB सहजपणे वाढवता येतात, ज्यामुळे ते ग्रिड बॅलन्सिंग आणि अक्षय ऊर्जा साठवणूक यासारख्या मोठ्या प्रमाणात ऊर्जा साठवणूक अनुप्रयोगांसाठी आदर्श बनतात. - √ लांब सायकल आयुष्य
सायकलिंग दरम्यान व्हॅनेडियमचे विघटन होत नाही (कारण ते सकारात्मक आणि नकारात्मक इलेक्ट्रोलाइट्ससाठी समान सामग्री वापरते), जे इतर बॅटरी रसायनशास्त्रांच्या तुलनेत VRFB ला जास्त काळ कार्यरत आयुष्य देते.
नॅचरजीने ही व्हॅनेडियम फ्लो बॅटरी स्पेनमधील झमोरा येथे तैनात केली.
- √सुरक्षितता
VRFBs तुलनेने सुरक्षित आहेत कारण त्यातील इलेक्ट्रोलाइट्स ज्वलनशील आणि विषारी नसतात. द्रव स्वरूपात असल्याने थर्मल रनअवेचा धोका देखील कमी होतो, जो इतर काही प्रकारच्या बॅटरीमध्ये चिंतेचा विषय असू शकतो. - √ कार्यक्षमता
व्हीआरएफबीमध्ये राउंड-ट्रिप कार्यक्षमता (डिस्चार्जिंग दरम्यान पुनर्प्राप्त झालेल्या ऊर्जेची टक्केवारी) 65% ते 85% पर्यंत असू शकते, जे डिझाइन आणि ऑपरेटिंग परिस्थितीनुसार असते. -
√ ऊर्जा आणि वीज डीकपलिंग
व्हीआरएफबी स्वतंत्रपणे ऊर्जा (इलेक्ट्रोलाइट टाक्यांचा आकार) आणि शक्ती (इलेक्ट्रोकेमिकल सेलचा आकार) घटकांचे मोजमाप करू शकतात, ज्यामुळे त्यांना वेगवेगळ्या अनुप्रयोगांसाठी लवचिकता मिळते.
व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरीजचे अनुप्रयोग
१ मेगावॅट ४ मेगावॅट तास क्षमतेची कंटेनराइज्ड व्हॅनेडियम फ्लो बॅटरी ज्याच्या मालकीची आहेअविस्ता युटिलिटीज आणि युनिएनर्जी टेक्नॉलॉजीज द्वारे उत्पादित.
- ⭐ग्रिड स्टोरेज:व्हीआरएफबी विशेषतः पवन आणि सौर यांसारख्या अक्षय स्रोतांमधून अतिरिक्त ऊर्जा साठवण्यासाठी उपयुक्त आहेत, ज्यामुळे या ऊर्जा स्रोतांचा अंतराल सुरळीत करण्यासाठी बफर प्रदान होतो.
- ⭐अक्षय ऊर्जा एकत्रीकरण:मागणी कमी असताना ते ऊर्जा साठवू शकतात आणि मागणीच्या वेळी ती सोडू शकतात.
- ⭐बॅकअप पॉवर:महत्त्वाच्या पायाभूत सुविधांमध्ये बॅकअप पॉवर सिस्टमसाठी देखील VRFB चा वापर केला जाऊ शकतो.
व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरी विरुद्ध लिथियम आयन बॅटरी
| वैशिष्ट्य | व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरी (VFB) | |
| सुरक्षितता | जलीय इलेक्ट्रोलाइट द्रावणांमुळे, थर्मल रनअवे, आग किंवा स्फोट नसल्यामुळे स्वाभाविकपणे सुरक्षित. | नुकसान झाल्यास किंवा जास्त गरम झाल्यास थर्मल रनअवे, आग किंवा स्फोट यासह सुरक्षिततेचे धोके निर्माण करू शकतात. |
| स्केलेबिलिटी | सहजपणे स्केलेबल, मोठ्या स्टोरेज सुविधांसाठी (शेकडो MWh) योग्य मॉड्यूलर विस्तारास अनुमती देते. | कमी स्केलेबल; सामान्यतः निश्चित-आकाराच्या युनिट्समध्ये वापरले जाते, जरी ते काही अनुप्रयोगांसाठी स्केल केले जाऊ शकते. |
| सुरुवातीचा खर्च | लिथियम-आयन बॅटरीच्या तुलनेत जास्त आगाऊ गुंतवणूक. | VFB च्या तुलनेत कमी आगाऊ खर्च. |
| ऊर्जा घनता | कमी ऊर्जा घनता (१२-४० Wh/kg), ज्यामुळे ते EV सारख्या मोबाइल अनुप्रयोगांसाठी अयोग्य बनतात. | उच्च ऊर्जा घनता (८०-३०० Wh/kg), इलेक्ट्रिक वाहने (EVs) सारख्या मोबाइल अनुप्रयोगांसाठी आदर्श. |
| ऊर्जा रूपांतरण कार्यक्षमता | लिथियम-आयन बॅटरीच्या तुलनेत कमी कार्यक्षमता (७०-७५%). | अधिक कार्यक्षम चार्ज/डिस्चार्ज सायकलमुळे उच्च कार्यक्षमता (९०%). |
| सायकल लाइफ | अत्यंत लांब सायकल लाइफ (>१०,००० सायकल, काही २०,००० पेक्षा जास्त सायकलसह). | कमी सायकल लाइफ (सामान्यतः १,०००-३,००० सायकल, बॅटरी प्रकार आणि वापरावर अवलंबून). |
| आयुष्यभराचा खर्च | संपूर्ण जीवनचक्रात प्रति वॅट-तास (Wh) कमी खर्च. पुनर्वापर करण्यायोग्य व्हॅनेडियम इलेक्ट्रोलाइट्ससह अधिक पर्यावरणपूरक. | कमी सायकल लाइफ आणि कालांतराने ऱ्हास यामुळे प्रति वॅट-तास जास्त आयुष्यमान खर्च. |
| प्रति Wh किंमत | सध्या प्रति Wh सुमारे $0.30-$0.40, दीर्घकालीन ऊर्जा साठवणुकीसाठी अधिक किफायतशीर. | साधारणपणे $०.५० प्रति Wh, कमी सायकल लाइफ आणि जलद क्षय यामुळे दीर्घकालीन साठवणुकीसाठी जास्त खर्च येतो. |
▲व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरीज (VFBs) सुरक्षितता, स्केलेबिलिटी, दीर्घ सायकल लाइफ आणि दीर्घकालीन खर्चाच्या कार्यक्षमतेमुळे ते मोठ्या प्रमाणात, दीर्घ-कालावधीच्या ऊर्जा साठवण अनुप्रयोगांसाठी अधिक योग्य आहेत. तथापि, त्यांची कमी ऊर्जा घनता आणि उच्च प्रारंभिक किंमत त्यांना इलेक्ट्रिक वाहनांसारख्या अनुप्रयोगांसाठी अयोग्य बनवते.
▲ लिथियम-आयन बॅटरी (लिथियम-आयन)उच्च ऊर्जा घनतेमुळे इलेक्ट्रिक वाहनांसारख्या पोर्टेबल अनुप्रयोगांसाठी त्यांचा वापर अधिक प्रमाणात केला जातो, परंतु VFB च्या तुलनेत त्यांच्यात सुरक्षिततेचे धोके, कमी सायकल आयुष्य आणि दीर्घकालीन खर्च जास्त असतो.
टॉप १० व्हॅनेडियम फ्लो बॅटरी कंपन्या
जगभरात अनेक कंपन्या आणि संस्था व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरीज (VRFBs) च्या विकास आणि व्यावसायीकरणावर काम करत आहेत, ज्यांचे लक्ष केंद्रित आहेमोठ्या प्रमाणात ऊर्जा साठवणूक उपायव्हीआरएफबी मार्केटमधील काही प्रमुख खेळाडूंमध्ये स्थापित कंपन्या आणि या तंत्रज्ञानात विशेषज्ञता असलेल्या स्टार्टअप्सचा समावेश आहे.
1. रेडटी एनर्जी (आता इनव्हिनिटी एनर्जी सिस्टीम्स)
- स्थान: युनायटेड किंग्डम
- आढावा: रेडटी एनर्जीने हायड्रोस्टारमध्ये विलीन होऊन इनव्हिनिटी एनर्जी सिस्टीम्सची स्थापना केली. ते व्हीआरएफबी तंत्रज्ञानावर आधारित दीर्घकालीन ऊर्जा साठवणूक उपायांमध्ये विशेषज्ञ आहेत. त्यांची उत्पादने औद्योगिक आणि ग्रिड-स्केल ऊर्जा साठवणूक अनुप्रयोगांसाठी आहेत.
- स्थान: चीन / कॅनडा
- आढावा:व्हीआरबी एनर्जी ही चीनच्या स्टेट ग्रिड कॉर्पोरेशनची उपकंपनी आहे आणि व्हीआरएफबीच्या विकास आणि व्यावसायीकरणावर लक्ष केंद्रित करते. ते मोठ्या प्रमाणात ऊर्जा साठवणूक उपाय देतात आणि विशेषतः चीन आणि आंतरराष्ट्रीय बाजारपेठांमध्ये सक्रिय आहेत.
3. Sउमितोमो इलेक्ट्रिक इंडस्ट्रीज
- स्थान: जपान
- आढावा: व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरी तंत्रज्ञानाच्या विकासात सुमितोमो ही एक महत्त्वाची भूमिका बजावत आहे. कंपनीने स्वतःची VRFB प्रणाली विकसित केली आहे आणि विविध ऊर्जा साठवण प्रकल्पांमध्ये, विशेषतः जपानी बाजारपेठेत, त्यांची अंमलबजावणी केली आहे.
- स्थान: अमेरिकेची संयुक्त संस्थाने
- आढावा:इमर्जी पॉवर सिस्टम्स ग्रिड-स्केल ऊर्जा साठवणुकीसाठी व्हॅनेडियम-आधारित फ्लो बॅटरी विकसित करण्यात माहिर आहे. कंपनी सौर आणि पवन यांसारख्या अक्षय ऊर्जा स्रोतांना ऊर्जा साठवणुकीसह एकत्रित करण्यावर लक्ष केंद्रित करते.
5. सिव्हन्स
- स्थान:फ्रान्स
- आढावा: सिव्हन्स ही एक फ्रेंच कंपनी आहे जी ऊर्जा साठवणुकीसाठी VRFB प्रणालींच्या निर्मितीमध्ये गुंतलेली आहे. ते व्यावसायिक आणि औद्योगिक दोन्ही अनुप्रयोगांसाठी किफायतशीर, दीर्घकाळ टिकणारे ऊर्जा साठवण उपाय विकसित करण्यावर लक्ष केंद्रित करतात.
6. व्हॅनेडियमकॉर्प रिसोर्स इंक.
- स्थान:कॅनडा
- आढावा: व्हॅनेडियमकॉर्प रिसोर्स इंक. ही एक कॅनेडियन खाण आणि तंत्रज्ञान कंपनी आहे जी व्हॅनेडियम काढण्यावर आणि VRFB तंत्रज्ञानाच्या विकासावर लक्ष केंद्रित करते. कंपनी व्हॅनेडियम काढण्याच्या कार्यक्षमतेत सुधारणा करण्यावर आणि VRFB साठी नवीन अनुप्रयोग विकसित करण्यावर काम करत आहे.
7. ऊर्जा साठवण प्रणाली (ESS, Inc.)
- स्थान:अमेरिकेची संयुक्त संस्थाने
- आढावा:ईएसएस इंक. ही आयर्न फ्लो बॅटरी तंत्रज्ञानाचा वापर करून दीर्घकालीन ऊर्जा साठवणूक उपायांवर लक्ष केंद्रित करणारी कंपनी आहे, जी व्हीआरएफबी सारखीच आहे परंतु व्हॅनेडियमऐवजी लोह वापरते. ते मोठ्या प्रमाणात ऊर्जा साठवणूक उपाय प्रदान करतात, परंतु त्यांचे काम फ्लो बॅटरीच्या वाढत्या बाजारपेठेचा एक भाग आहे.
8. सेलक्यूब एनर्जी स्टोरेज सिस्टम्स
- स्थान:ऑस्ट्रिया / कॅनडा
- आढावा: गिल्डेमिस्टर एनर्जी स्टोरेजची उपकंपनी सेलक्यूब, ग्रिड-स्केल स्टोरेजसाठी व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरीजचे उत्पादन आणि तैनात करण्यावर लक्ष केंद्रित करते. कंपनी विशेषतः युरोप आणि उत्तर अमेरिकेत मोठ्या प्रमाणात ऊर्जा साठवण प्रकल्पांमध्ये सहभागी आहे.
- स्थान: युनायटेड किंग्डम
- आढावा:जागतिक स्तरावरील एक मोठा अक्षय ऊर्जा खेळाडू, आरईएस ग्रुप, अक्षय ऊर्जासाठी शाश्वत, मोठ्या प्रमाणात ऊर्जा साठवणूक उपाय विकसित करण्याच्या त्यांच्या ध्येयाचा एक भाग म्हणून ऊर्जा प्रणालींमध्ये व्हॅनेडियम फ्लो बॅटरी एकत्रित करण्यावर काम करत आहे.
- स्थान:चीन
- आढावा: पु नेंग (पीएनटी) ही एक चिनी कंपनी आहे जी लहान आणि मोठ्या प्रमाणात ऊर्जा साठवणूक उपायांसाठी व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरीज विकसित आणि तयार करते. ते अक्षय ऊर्जा प्रणालींमध्ये VRFB एकत्रित करण्यावर लक्ष केंद्रित करतात.
आव्हाने आणि भविष्यातील संभावना
व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरीज आशादायक फायदे देत असताना, काही आव्हाने आहेत ज्यांवर लक्ष केंद्रित करणे आवश्यक आहे:
- ●व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरीची किंमत:व्हॅनेडियमची किंमत आणि मोठ्या प्रमाणात VFB प्रणालींसाठी आवश्यक असलेली पायाभूत सुविधा तुलनेने जास्त असू शकते. तथापि, तंत्रज्ञान परिपक्व होत असताना आणि व्हॅनेडियम उत्पादन वाढत असताना, खर्च कमी होण्याची अपेक्षा आहे.
- ●ऊर्जा घनता:व्हीएफबीमध्ये उत्कृष्ट दीर्घ-कालावधी क्षमता असली तरी, त्यांची ऊर्जा घनता (प्रति युनिट व्हॉल्यूम किंवा वजन साठवलेल्या ऊर्जेचे प्रमाण) लिथियम-आयन किंवा सॉलिड-स्टेट बॅटरीपेक्षा कमी असते. यामुळे जागा आणि वजन महत्त्वाचे असलेल्या अनुप्रयोगांसाठी ते कमी योग्य बनू शकतात.
- ●कार्यक्षमता: व्हीएफबीची कार्यक्षमता जास्त असली तरी ती लिथियम-आयन बॅटरीपेक्षा थोडी कमी आहे. तथापि, साहित्य आणि डिझाइनमधील सुधारणांमुळे कालांतराने कार्यक्षमता वाढण्याची अपेक्षा आहे.
निष्कर्ष
व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरी ही एक नाविन्यपूर्ण आणि आशादायक ऊर्जा साठवणूक उपाय आहे ज्यामध्ये मोठ्या प्रमाणात ऊर्जा साठवणूक प्रणालींमध्ये क्रांती घडवून आणण्याची क्षमता आहे. त्याची स्केलेबिलिटी, दीर्घ सायकल लाइफ, सुरक्षितता आणि पर्यावरणपूरक डिझाइन यामुळे ती ग्रिड स्टोरेज, अक्षय ऊर्जा एकत्रीकरण आणि इतर मोठ्या प्रमाणात ऊर्जा साठवणूक अनुप्रयोगांसाठी एक आकर्षक पर्याय बनते. तंत्रज्ञान परिपक्व होत असताना आणि खर्चात कपात होत असताना, VFB भविष्यात महत्त्वाची भूमिका बजावू शकतात.शाश्वत ऊर्जा साठवणूक, अधिक लवचिक आणि विश्वासार्ह ऊर्जा ग्रिड तयार करण्यास मदत करते.
पोस्ट वेळ: जानेवारी-०७-२०२५