नयाँ

भ्यानेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्री: हरित ऊर्जा भण्डारणको भविष्य

भ्यानेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्रीहरू (VFBs)विशेष गरी ठूला-स्तरीय, दीर्घकालीन भण्डारण अनुप्रयोगहरूमा उल्लेखनीय सम्भावना भएको उदीयमान ऊर्जा भण्डारण प्रविधि हो। परम्परागत भन्दा फरकरिचार्जेबल ब्याट्री भण्डारण, VFB हरूले सकारात्मक र नकारात्मक दुवै इलेक्ट्रोडहरूको लागि भ्यानेडियम इलेक्ट्रोलाइट घोल प्रयोग गर्छन्, जसले गर्दा तिनीहरूलाई डिजाइन र सञ्चालनमा अद्वितीय बनाउँछ।

भ्यानेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्री भनेको के हो?

भ्यानेडियम रेडक्स ब्याट्री (VRB), जसलाई भ्यानेडियम फ्लो ब्याट्री (VFB) वा भ्यानेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्री (VRFB) पनि भनिन्छ, एक प्रकारको रिचार्जेबल फ्लो ब्याट्री हो।

यसले विद्युतीय ऊर्जा भण्डारण र रिलिज गर्न विभिन्न अक्सिडेशन अवस्थाहरूमा भ्यानेडियम आयनहरू प्रयोग गर्दछ। परम्परागत ब्याट्रीहरू भन्दा फरक, VRFB हरूले ठोस इलेक्ट्रोडहरूको सट्टा प्रणाली मार्फत परिसंचरण हुने तरल इलेक्ट्रोलाइटहरूमा ऊर्जा भण्डारण गर्दछ। यो डिजाइनले स्केलेबल र लचिलो हुन अनुमति दिन्छ।ऊर्जा भण्डारण समाधानहरू.

भ्यानेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्री

भ्यानेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्रीका प्रमुख घटकहरू

प्रमुख घटक

विवरण

इलेक्ट्रोलाइट्स

- VRFB ले दुई तरल इलेक्ट्रोलाइटहरू प्रयोग गर्दछ, जसमा सामान्यतया फरक-फरक अक्सिडेशन अवस्थाहरूमा भ्यानेडियम हुन्छ (V²⁺, V³⁺, V⁴⁺, र V⁵⁺)।
- एउटा इलेक्ट्रोलाइट सकारात्मक र अर्को नकारात्मक हुन्छ। इलेक्ट्रोलाइटहरू छुट्टाछुट्टै ट्याङ्कीमा भण्डारण गरिन्छन् र चार्जिङ र डिस्चार्जिङको समयमा पम्प गरिन्छन्।

इलेक्ट्रोडहरू

- दुई इलेक्ट्रोडहरू (सामान्यतया कार्बन वा समान सामग्रीहरू) ले ऊर्जा रिलिज वा भण्डारण गर्न रेडक्स प्रतिक्रियाहरू (घटाउ र अक्सिडेशन) लाई सहज बनाउँछन्।

झिल्ली

- प्रोटोन-सञ्चालन झिल्ली (प्रायः नाफियनबाट बनेको) ले दुई इलेक्ट्रोलाइट घोलहरूलाई अलग गर्छ, जसले गर्दा चार्ज/डिस्चार्ज चक्रको समयमा दुई पक्षहरू बीच आयन प्रवाह हुन सक्छ।

पम्प र प्रवाह प्रणाली

- यी घटकहरूले इलेक्ट्रोकेमिकल सेल मार्फत इलेक्ट्रोलाइटहरू परिसंचरण गर्छन्, ऊर्जा रूपान्तरण प्रक्रियाको लागि भ्यानेडियम आयनहरूको निरन्तर प्रवाह सुनिश्चित गर्दै।

 

भ्यानेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्रीले कसरी काम गर्छ?

  • १. डिस्चार्ज चक्र
  • डिस्चार्जको समयमा, सकारात्मक र नकारात्मक इलेक्ट्रोलाइट घोलहरूमा रहेका भ्यानेडियम आयनहरूले इलेक्ट्रोडहरूमा अक्सिडेशन र रिडक्सन प्रतिक्रियाहरू पार गर्छन्, जसले विद्युतीय ऊर्जा निस्कन्छ।
  • २. चार्ज साइकल
  • चार्जिङको क्रममा, अक्सिडेशन र रिडक्सन प्रतिक्रियाहरूलाई उल्टाएर, भ्यानेडियम आयनहरूलाई तिनीहरूको मूल अक्सिडेशन अवस्थामा फर्काएर ऊर्जा भण्डारण गरिन्छ। यो प्रक्रियामा प्रणालीमा बाह्य प्रवाह लागू गर्नु समावेश छ।
  • ३. बग्ने इलेक्ट्रोलाइट्स
  • फ्लो ब्याट्रीहरूको प्रमुख विशेषता भनेको प्रणाली मार्फत पम्प गरिएको तरल इलेक्ट्रोलाइटहरूको प्रयोग हो, जसले इलेक्ट्रोलाइट भण्डारण ट्याङ्कीहरूको आकार बढाएर ब्याट्रीको क्षमता सजिलै बढाउन अनुमति दिन्छ।

भ्यानेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्रीका फाइदाहरू

  • स्केलेबिलिटी
    इलेक्ट्रोलाइट ट्याङ्कीहरूको आकार बढाएर VRFB हरूलाई सजिलै बढाउन सकिन्छ, जसले गर्दा ग्रिड सन्तुलन र नवीकरणीय ऊर्जा भण्डारण जस्ता ठूला-ठूला ऊर्जा भण्डारण अनुप्रयोगहरूको लागि आदर्श हुन्छ।
  • लामो साइकल जीवन
    साइकल चलाउँदा भ्यानेडियम बिग्रँदैन (किनभने यसले सकारात्मक र नकारात्मक इलेक्ट्रोलाइट दुवैको लागि एउटै सामग्री प्रयोग गर्दछ), जसले VRFB लाई अन्य ब्याट्री रसायनहरूको तुलनामा लामो सञ्चालन जीवन दिन्छ।
भ्यानेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्री भनेको के हो?

नेचर्जीले यो भ्यानेडियम फ्लो ब्याट्री स्पेनको जामोरामा तैनाथ गरेको छ।

  • सुरक्षा
    VRFB हरू तुलनात्मक रूपमा सुरक्षित छन् किनभने इलेक्ट्रोलाइटहरू गैर-ज्वलनशील र गैर-विषाक्त छन्। तरल रूपले थर्मल रनअवेको जोखिमलाई पनि कम गर्छ, जुन केही अन्य प्रकारका ब्याट्रीहरूमा चिन्ताको विषय हुन सक्छ।
  • प्रभावकारिता
    डिजाइन र सञ्चालन अवस्थाहरूमा निर्भर गर्दै, VRFB हरूको राउन्ड-ट्रिप दक्षता (डिस्चार्जिंगको समयमा पुन: प्राप्त ऊर्जाको प्रतिशत) ६५% देखि ८५% सम्म हुन सक्छ।
  • ऊर्जा र पावर डिकपलिङ
    VRFB हरूले स्वतन्त्र रूपमा ऊर्जा (इलेक्ट्रोलाइट ट्याङ्कको आकार) र शक्ति (इलेक्ट्रोकेमिकल सेलको आकार) कम्पोनेन्टहरू मापन गर्न सक्छन्, जसले तिनीहरूलाई विभिन्न अनुप्रयोगहरूको लागि लचिलोपन दिन्छ।

भ्यानेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्रीहरूको प्रयोग

भ्यानेडियम रेडक्स ब्याट्री

१ मेगावाट ४ मेगावाट आवर कन्टेनराइज्ड भ्यानेडियम फ्लो ब्याट्रीको स्वामित्वमाएभिस्टा युटिलिटीज र युनिइनर्जी टेक्नोलोजीजद्वारा निर्मित।

  • ग्रिड भण्डारण:VRFB हरू विशेष गरी हावा र सौर्य जस्ता नवीकरणीय स्रोतहरूबाट अतिरिक्त ऊर्जा भण्डारण गर्न उपयोगी छन्, जसले यी ऊर्जा स्रोतहरूको अन्तराललाई सहज बनाउन बफर प्रदान गर्दछ।
  • नवीकरणीय ऊर्जा एकीकरण:माग कम हुँदा तिनीहरूले ऊर्जा भण्डारण गर्न सक्छन् र उच्च मागको समयमा यसलाई छोड्न सक्छन्।
  • ब्याकअप पावर:VRFB हरू महत्वपूर्ण पूर्वाधारमा ब्याकअप पावर प्रणालीहरूको लागि पनि प्रयोग गर्न सकिन्छ।

भ्यानेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्री बनाम लिथियम आयन ब्याट्री

भ्यानेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्री बनाम लिथियम आयन ब्याट्री

सुविधा

भ्यानेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्री (VFB)

लिथियम-आयन ब्याट्री (लि-आयन)

सुरक्षा

जलीय इलेक्ट्रोलाइट घोलहरू, कुनै थर्मल रनअवे, आगो, वा विस्फोटन नभएको कारण स्वाभाविक रूपमा सुरक्षित।

क्षतिग्रस्त वा अत्यधिक तताइएको खण्डमा थर्मल रनअवे, आगो, वा विस्फोट सहित सुरक्षा जोखिमहरू निम्त्याउन सक्छ।

स्केलेबिलिटी

सजिलै स्केलेबल, ठूला भण्डारण सुविधाहरू (सयौं MWh) को लागि उपयुक्त मोड्युलर विस्तारको लागि अनुमति दिँदै।

कम स्केलेबल; सामान्यतया निश्चित-आकार एकाइहरूमा प्रयोग गरिन्छ, यद्यपि यो केही अनुप्रयोगहरूको लागि स्केल गर्न सकिन्छ।

प्रारम्भिक लागत

लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूको तुलनामा उच्च अग्रिम लगानी।

VFB हरूको तुलनामा कम अग्रिम लागत।

ऊर्जा घनत्व

कम ऊर्जा घनत्व (१२-४० Wh/kg), तिनीहरूलाई EVs जस्ता मोबाइल अनुप्रयोगहरूको लागि अनुपयुक्त बनाउँछ।

उच्च ऊर्जा घनत्व (८०-३०० Wh/kg), विद्युतीय सवारी साधन (EVs) जस्ता मोबाइल अनुप्रयोगहरूको लागि आदर्श।

ऊर्जा रूपान्तरण दक्षता

लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूको तुलनामा कम दक्षता (७०-७५%)।

अधिक कुशल चार्ज/डिस्चार्ज चक्रको कारण उच्च दक्षता (९०%)।

साइकल जीवन

अत्यन्तै लामो चक्र जीवन (>१०,००० चक्र, केही २०,००० भन्दा बढी चक्रहरू सहित)।

छोटो चक्र जीवन (सामान्यतया १,०००-३,००० चक्र, ब्याट्री प्रकार र प्रयोगमा निर्भर गर्दै)।

जीवनभरको लागत

सम्पूर्ण जीवनचक्रमा प्रति वाट-घण्टा (Wh) कम लागत। पुन: प्रयोग गर्न मिल्ने भ्यानेडियम इलेक्ट्रोलाइट्सको साथ अधिक वातावरण मैत्री।

छोटो चक्र जीवन र समयसँगै गिरावटको कारणले गर्दा प्रति वाट-घण्टा उच्च जीवनकाल लागत।

प्रति घण्टा लागत

हाल प्रति Wh लगभग $०.३०-$०.४० छ, दीर्घकालीन ऊर्जा भण्डारणको लागि बढी लागत-प्रभावी।

सामान्यतया प्रति Wh $०.५०, छोटो चक्र जीवन र छिटो क्षयको कारणले दीर्घकालीन भण्डारणको लागि उच्च लागत।

 

भ्यानेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्रीहरू (VFBs) सुरक्षा, स्केलेबिलिटी, लामो चक्र जीवन, र लामो अवधिमा लागत दक्षताको कारणले गर्दा ठूला-स्तरीय, लामो-अवधिको ऊर्जा भण्डारण अनुप्रयोगहरूको लागि बढी उपयुक्त छन्। यद्यपि, तिनीहरूको कम ऊर्जा घनत्व र उच्च प्रारम्भिक लागतले तिनीहरूलाई विद्युतीय सवारी साधनहरू जस्ता अनुप्रयोगहरूको लागि अनुपयुक्त बनाउँछ।

 लिथियम-आयन ब्याट्रीहरू (लि-आयन)उच्च ऊर्जा घनत्वको कारणले गर्दा विद्युतीय सवारी साधन जस्ता पोर्टेबल अनुप्रयोगहरूको लागि व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ, तर VFB हरूको तुलनामा तिनीहरूमा सुरक्षा जोखिम, छोटो चक्र जीवन र उच्च दीर्घकालीन लागतहरू हुन्छन्।

भ्यानेडियम बनाम लिथियम

शीर्ष १० भ्यानेडियम फ्लो ब्याट्री कम्पनीहरू

विश्वव्यापी रूपमा धेरै कम्पनीहरू र संस्थाहरू भेनेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्रीहरू (VRFBs) को विकास र व्यावसायीकरणमा काम गरिरहेका छन्, जसमा ध्यान केन्द्रित गरिएको छठूलो मात्रामा ऊर्जा भण्डारण समाधानहरू। VRFB बजारका केही प्रमुख खेलाडीहरूमा स्थापित कम्पनीहरू र यस प्रविधिमा विशेषज्ञता हासिल गरेका स्टार्टअपहरू दुवै समावेश छन्।

1. रेडटी इनर्जी (अहिले इन्भिनिटी इनर्जी सिस्टम्स)

  1. स्थान: संयुक्त अधिराज्य
  2. अवलोकन: रेडटी इनर्जीले हाइड्रोस्टारसँग गाभिएर इन्भिनिटी इनर्जी सिस्टम्स बनाएको छ। तिनीहरू VRFB प्रविधिमा आधारित दीर्घकालीन ऊर्जा भण्डारण समाधानहरूमा विशेषज्ञ छन्। तिनीहरूका उत्पादनहरू औद्योगिक र ग्रिड-स्केल ऊर्जा भण्डारण अनुप्रयोगहरूमा लक्षित छन्।

2. VRB ऊर्जा

  1. स्थान: चीन / क्यानडा
  2. अवलोकन:VRB इनर्जी चीनको स्टेट ग्रिड कर्पोरेशनको सहायक कम्पनी हो र VRFB हरूको विकास र व्यावसायीकरणमा केन्द्रित छ। तिनीहरूले ठूलो मात्रामा ऊर्जा भण्डारण समाधानहरू प्रदान गर्छन् र विशेष गरी चीन र अन्तर्राष्ट्रिय बजार दुवैमा सक्रिय छन्।

3. Sउमितोमो इलेक्ट्रिक इंडस्ट्रीज

  1. स्थान: जापान
  2. अवलोकन: सुमितोमो भेनेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्री प्रविधिको विकासमा एक महत्वपूर्ण खेलाडी रहेको छ। कम्पनीले आफ्नै VRFB प्रणालीहरू विकास गरेको छ र तिनीहरूलाई विभिन्न ऊर्जा भण्डारण परियोजनाहरूमा, विशेष गरी जापानी बजारमा लागू गरेको छ।

4. इमेर्जी पावर सिस्टम्स

  1. स्थान: संयुक्त राज्य अमेरिका
  2. अवलोकन:इमर्जी पावर सिस्टम्स ग्रिड-स्केल ऊर्जा भण्डारणको लागि भ्यानेडियम-आधारित फ्लो ब्याट्रीहरू विकास गर्नमा विशेषज्ञता राख्छ। कम्पनी सौर्य र हावा जस्ता नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतहरूलाई ऊर्जा भण्डारणसँग एकीकृत गर्नमा केन्द्रित छ।

5. सिभेन्स

  1. स्थान:फ्रान्स
  2. अवलोकन: सिभेन्स एक फ्रान्सेली कम्पनी हो जुन ऊर्जा भण्डारणको लागि VRFB प्रणालीहरूको उत्पादनमा संलग्न छ। तिनीहरू व्यावसायिक र औद्योगिक दुवै अनुप्रयोगहरूको लागि लागत-प्रभावी, दीर्घकालीन ऊर्जा भण्डारण समाधानहरू विकास गर्नमा केन्द्रित छन्।

6. भेनेडियमकर्प रिसोर्स इंक।

  1. स्थान:क्यानडा
  2. अवलोकन: भेनेडियमकर्प रिसोर्स इंक एक क्यानेडियन खानी र प्रविधि कम्पनी हो जसले भेनेडियमको निकासी र VRFB प्रविधिको विकासमा ध्यान केन्द्रित गर्दछ। कम्पनीले भेनेडियम निकासीको दक्षता सुधार गर्न र VRFB हरूको लागि नयाँ अनुप्रयोगहरू विकास गर्न काम गरिरहेको छ।

7. ऊर्जा भण्डारण प्रणाली (ESS, Inc.)

  1. स्थान:संयुक्त राज्य अमेरिका
  2. अवलोकन:ESS Inc. फलामको प्रवाह ब्याट्री प्रविधि प्रयोग गरेर लामो-अवधिको ऊर्जा भण्डारण समाधानहरूमा केन्द्रित कम्पनी हो, जुन VRFB जस्तै छ तर भ्यानेडियमको सट्टा फलाम प्रयोग गर्दछ। तिनीहरूले ठूलो मात्रामा ऊर्जा भण्डारण समाधानहरू प्रदान गर्छन्, तर तिनीहरूको काम प्रवाह ब्याट्रीहरूको बढ्दो बजारको हिस्सा हो।

8. सेलक्यूब ऊर्जा भण्डारण प्रणालीहरू

  1. स्थान:अस्ट्रिया / क्यानडा
  2. अवलोकन: गिल्डेमेइस्टर इनर्जी स्टोरेजको सहायक कम्पनी सेलक्यूबले ग्रिड-स्केल भण्डारणको लागि भ्यानेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्रीहरूको निर्माण र तैनाथीमा ध्यान केन्द्रित गर्दछ। कम्पनी विशेष गरी युरोप र उत्तरी अमेरिकामा ठूला-ठूला ऊर्जा भण्डारण परियोजनाहरूमा संलग्न छ।

9. नवीकरणीय ऊर्जा समाधान (RES समूह)

  1. स्थान: संयुक्त अधिराज्य
  2. अवलोकन:एक ठूलो विश्वव्यापी नवीकरणीय ऊर्जा खेलाडी, RES समूहले नवीकरणीय ऊर्जाका लागि दिगो, ठूलो मात्रामा ऊर्जा भण्डारण समाधानहरू विकास गर्ने आफ्नो लक्ष्यको एक भागको रूपमा ऊर्जा प्रणालीहरूमा भ्यानेडियम फ्लो ब्याट्रीहरू एकीकृत गर्ने काम गरिरहेको छ। 

१०.पु नेङ (PNT)

  1. स्थान:चीन
  2. अवलोकन: पु नेङ (PNT) एक चिनियाँ कम्पनी हो जसले साना र ठूला दुवै स्तरका ऊर्जा भण्डारण समाधानहरूको लागि भेनेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्रीहरू विकास र निर्माण गर्दछ। तिनीहरू नवीकरणीय ऊर्जा प्रणालीहरूमा VRFBs एकीकृत गर्नमा केन्द्रित छन्।

चुनौती र भविष्यका सम्भावनाहरू

भ्यानेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्रीहरूले आशाजनक फाइदाहरू प्रदान गर्दछन्, तर केही चुनौतीहरूलाई सम्बोधन गर्न आवश्यक छ:

  • भ्यानेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्री मूल्य:भ्यानेडियमको लागत र ठूला-स्तरीय VFB प्रणालीहरूको लागि आवश्यक पूर्वाधार अपेक्षाकृत उच्च हुन सक्छ। यद्यपि, प्रविधि परिपक्व हुँदै जाँदा र भ्यानेडियम उत्पादन बढ्दै जाँदा, लागत घट्ने अपेक्षा गरिएको छ।
  • ऊर्जा घनत्व:VFB हरूमा उत्कृष्ट दीर्घकालीन क्षमताहरू भए तापनि, तिनीहरूको ऊर्जा घनत्व (प्रति एकाइ भोल्युम वा तौलमा भण्डारण गरिएको ऊर्जाको मात्रा) लिथियम-आयन वा ठोस-अवस्था ब्याट्रीहरूको भन्दा कम हुन्छ। यसले तिनीहरूलाई ठाउँ र तौल महत्वपूर्ण हुने अनुप्रयोगहरूको लागि कम उपयुक्त बनाउन सक्छ।
  • प्रभावकारिता: VFB हरूको दक्षता उच्च भए पनि, लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूको तुलनामा अझै पनि थोरै कम छ। यद्यपि, सामग्री र डिजाइनमा भएको सुधारले समयसँगै दक्षता बढाउने अपेक्षा गरिएको छ।

निष्कर्ष

भेनेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्री एक नवीन र आशाजनक ऊर्जा भण्डारण समाधान हो जसमा ठूला-स्तरीय ऊर्जा भण्डारण प्रणालीहरूमा क्रान्तिकारी परिवर्तन ल्याउने क्षमता छ। यसको स्केलेबिलिटी, लामो चक्र जीवन, सुरक्षा, र वातावरणमैत्री डिजाइनले यसलाई ग्रिड भण्डारण, नवीकरणीय ऊर्जा एकीकरण, र अन्य ठूला-स्तरीय ऊर्जा भण्डारण अनुप्रयोगहरूको लागि आकर्षक विकल्प बनाउँछ। प्रविधि परिपक्व हुँदै जाँदा र लागत घटाउँदै जाँदा, VFB ले भविष्यमा प्रमुख भूमिका खेल्न सक्छ।दिगो ऊर्जा भण्डारण, अझ लचिलो र भरपर्दो ऊर्जा ग्रिड सिर्जना गर्न मद्दत गर्दै।


पोस्ट समय: जनवरी-०७-२०२५