Vanadium Redox Flow Batteries (VFBS)er en ny energilagringsteknologi med betydelig potensial, spesielt i storskala lagringsapplikasjoner med lang varighet. I motsetning til konvensjonellOppladbar batterilagring, VFB -er bruker en vanadiumelektrolyttløsning for både de positive og negative elektrodene, noe som gjør dem unike i design og drift.
Hva er Vanadium Redox Flow -batteri?
DeVanadium Redox Battery (VRB), også kjent som Vanadium Flow Battery (VFB) eller Vanadium Redox Flow Battery (VRFB), er en type oppladbart strømningsbatteri.
Den bruker vanadiumioner i forskjellige oksidasjonstilstander for å lagre og frigjøre elektrisk energi. I motsetning til konvensjonelle batterier, lagrer VRFBS energi i flytende elektrolytter som sirkulerer gjennom systemet i stedet for i faste elektroder. Denne designen gir mulighet for skalerbar og fleksibelEnergilagringsløsninger.

Nøkkelkomponenter i et Vanadium Redox Flow -batteri
Nøkkelkomponent | Beskrivelse |
Elektrolytter | - VRFB bruker to flytende elektrolytter, typisk som inneholder vanadium i forskjellige oksidasjonstilstander (V²⁺, V³⁺, V⁴⁺ og V⁵⁺). |
Elektroder | - To elektroder (vanligvis karbon eller lignende materialer) letter redoksreaksjonene (reduksjon og oksidasjon) for å frigjøre eller lagre energi. |
Membran | - En proton-ledende membran (ofte laget av nafion) skiller de to elektrolyttløsningene, noe som tillater ionestrømning mellom de to sidene under ladnings-/utladningssyklusen. |
Pumper og flytsystem | - Disse komponentene sirkulerer elektrolyttene gjennom den elektrokjemiske cellen, og sikrer kontinuerlig strømning av vanadiumioner for energikonverteringsprosessen. |
Hvordan fungerer et Vanadium Redox Flow -batteri?
- 1. Utladningssyklus
- Under utslipp gjennomgår vanadiumioner i de positive og negative elektrolyttløsningene oksidasjons- og reduksjonsreaksjoner ved elektrodene, og frigjør elektrisk energi.
- 2. Ladesyklus
- Under lading lagres energi ved å reversere oksidasjons- og reduksjonsreaksjonene, og beveger vanadiumioner tilbake til sine opprinnelige oksidasjonstilstander. Denne prosessen innebærer å bruke en ekstern strøm på systemet.
- 3. Flytende elektrolytter
- Det viktigste kjennetegn ved strømningsbatterier er bruk av flytende elektrolytter som pumpes gjennom systemet, noe som gjør at batteriets kapasitet lett kan økes ved å utvide størrelsen på elektrolyttlagringstankene.
Fordeler med Vanadium Redox Flow -batterier
- √ Skalerbarhet
VRFB kan enkelt skaleres opp ved å øke størrelsen på elektrolytttankene, noe som gjør dem ideelle for storskala energilagringsapplikasjoner som nettbalansering og lagring av fornybar energi. - √ Langt syklusliv
Vanadium nedbryter ikke under sykling (fordi det bruker det samme materialet for både positive og negative elektrolytter), noe som gir VRFBs et lengre driftsliv sammenlignet med andre batterikjemi.

Natury utplasserte dette vanadiumstrømningsbatteriet i Zamora, Spania.
- √Sikkerhet
VRFB er relativt trygge fordi elektrolyttene er ikke-brennbare og ikke-giftige. Væskeformen reduserer også risikoen for termisk løp, noe som kan være en bekymring i noen andre typer batterier. - √ Effektivitet
VRFB kan ha tur-retur effektivitet (prosentandelen av energi som ble utvunnet under utskrivning) fra 65% til 85%, avhengig av design- og driftsforhold. -
√ Energi og avkobling av kraft
VRFB kan uavhengig skalere energien (størrelsen på elektrolytttanker) og kraft (størrelse på den elektrokjemiske cellen) komponenter, noe som gir dem fleksibilitet for forskjellige applikasjoner.
Bruksområder av Vanadium Redox Flow -batterier

1 MW 4 MWh Containerized Vanadium Flow -batteri eid avAvista Utilities og produsert av Unienergy Technologies.
- ⭐Grid lagring:VRFB er spesielt nyttige for lagring av overflødig energi fra fornybare kilder som vind og solenergi, og gir en buffer for å jevne ut intermittency av disse energikildene.
- ⭐Integrering av fornybar energi:De kan lagre energi når etterspørselen er lav og frigjør den i løpet av topp etterspørselstiden.
- ⭐Sikkerhetskopiering:VRFB kan også brukes til sikkerhetskopieringssystemer i kritisk infrastruktur.
Vanadium Redox Flow Battery vs litiumionbatteri

Trekk | Vanadium Redox Flow Battery (VFB) | |
Sikkerhet | Iboende tryggere på grunn av vandige elektrolyttløsninger, ingen termisk løp, branner eller eksplosjoner. | Kan utgjøre sikkerhetsrisikoer, inkludert termisk løp, branner eller eksplosjoner hvis de er skadet eller overopphetet. |
Skalerbarhet | Lett skalerbar, noe som gir mulighet for modulær utvidelse som er egnet for store lagringsanlegg (hundrevis av MWh). | Mindre skalerbar; Vanligvis brukt i enheter i fast størrelse, selv om den kan skaleres for noen applikasjoner. |
Startkostnad | Høyere forhåndsinvestering sammenlignet med Li-ion-batterier. | Lavere forhåndskostnader sammenlignet med VFB -er. |
Energitetthet | Lavere energitetthet (12-40 WH/kg), noe som gjør dem uegnet for mobile applikasjoner som EV-er. | Høyere energitetthet (80-300 WH/kg), ideell for mobile applikasjoner som elektriske kjøretøyer (EV). |
Effektivitet i energiomdannelse | Lavere effektivitet (70-75%) sammenlignet med Li-ion-batterier. | Høyere effektivitet (90%) på grunn av mer effektive ladnings-/utladningssykluser. |
Syklusliv | Ekstremt lang sykluslevetid (> 10.000 sykluser, med noen over 20.000 sykluser). | Kortere sykluslevetid (vanligvis 1000-3000 sykluser, avhengig av batteritype og bruk). |
Levetidskostnader | Lavere kostnad per watt-time (WH) over hele livssyklusen. Mer miljøvennlig med resirkulerbare vanadiumelektrolytter. | Høyere levetidskostnad per watt-time på grunn av kortere sykluslevetid og nedbrytning over tid. |
Kostnad per WH | For tiden rundt $ 0,30- $ 0,40 per WH, mer kostnadseffektiv for langsiktig energilagring. | Vanligvis $ 0,50 per WH, høyere kostnad for langsiktig lagring på grunn av kortere sykluslevetid og raskere nedbrytning. |
▲Vanadium Redox Flow Batteries (VFBS) er mer egnet for storskala, langvarig energilagringsapplikasjoner på grunn av deres sikkerhet, skalerbarhet, lang syklus levetid og kostnadseffektivitet på lang sikt. Imidlertid gjør deres lave energitetthet og høye startkostnader dem uegnet for applikasjoner som elektriske kjøretøyer.
▲ Litium-ion-batterier (Li-ion)er mer utbredt for bærbare applikasjoner som elektriske kjøretøyer på grunn av deres høyere energitetthet, men de har sikkerhetsrisiko, kortere syklus levetid og høyere langsiktige kostnader sammenlignet med VFB-er.

Topp 10 Vanadium Flow -batteriselskaper
Det er flere selskaper og organisasjoner over hele verden som jobber med utvikling og kommersialisering av Vanadium Redox Flow -batterier (VRFBS), med fokus påStorskala energilagringsløsninger. Noen sentrale aktører i VRFB -markedet inkluderer både etablerte selskaper og oppstart som spesialiserer seg på denne teknologien.
1. Redt Energy (nå INVINITY Energy Systems)
- Sted: Storbritannia
- Oversikt: Redt Energy fusjonerte med Hydrostar for å danne Invinity Energy Systems. De spesialiserer seg på energilagringsløsninger med lang varighet basert på VRFB-teknologi. Produktene deres er rettet mot industrielle og nettbaserte energilagringsapplikasjoner.
2. VRB Energy
- Sted: Kina / Canada
- Oversikt:VRB Energy er et datterselskap av Kinas State Grid Corporation og fokuserer på utvikling og kommersialisering av VRFBS. De tilbyr storskala energilagringsløsninger og er spesielt aktive i både Kina og internasjonale markeder.
3. SUmitomo Electric Industries
- Sted: Japan
- Oversikt: Sumitomo har vært en betydelig aktør i utviklingen av Vanadium Redox Flow -batteriteknologi. Selskapet har utviklet sine egne VRFB -systemer og har implementert dem i forskjellige energilagringsprosjekter, spesielt i det japanske markedet.
- Sted: USA
- Oversikt:Imergy Power Systems spesialiserer seg på å utvikle vanadiumbaserte strømningsbatterier for energilagring av nettskala. Selskapet er fokusert på å integrere fornybare energikilder som sol og vind med energilagring.
5. Sivens
- Sted:Frankrike
- Oversikt: Sivens er et fransk selskap som er involvert i produksjonen av VRFB -systemer for energilagring. De fokuserer på å utvikle kostnadseffektive, langvarige energilagringsløsninger for både kommersielle og industrielle applikasjoner.
- Sted:Canada
- Oversikt: Vanadiumcorp Resource Inc. er et kanadisk gruve- og teknologiselskap som fokuserer på utvinning av vanadium og utviklingen av VRFB -teknologi. Selskapet jobber med å forbedre effektiviteten av vanadiumutvinning og utvikle nye applikasjoner for VRFBS.
7. Energy Storage Systems (ESS, Inc.)
- Sted:USA
- Oversikt:ESS Inc. er et selskap med fokus på energilagringsløsninger med lang varighet ved bruk av Iron Flow-batteriteknologi, som ligner VRFB, men bruker jern i stedet for vanadium. De gir storskala energilagringsløsninger, men arbeidet deres er en del av det voksende markedet for strømningsbatterier.
8. CellCube Energy Storage Systems
- Sted:Østerrike / Canada
- Oversikt: CellCube, et datterselskap av Gildemeister Energy Storage, fokuserer på produksjon og distribusjon av Vanadium Redox Flow-batterier for lagring av nettskala. Selskapet er spesielt involvert i storskala energilagringsprosjekter i Europa og Nord-Amerika.
9. Renewable Energy Solutions (Res Group)
- Sted: Storbritannia
- Oversikt:Res Group, en stor global spiller for fornybar energi, jobber med å integrere Vanadium Flow-batterier i energisystemer som en del av målet deres om å utvikle bærekraftige, storskala energilagringsløsninger for fornybar energi.
- Sted:Kina
- Oversikt: Pu Neng (PNT) er et kinesisk selskap som utvikler og produserer Vanadium Redox Flow-batterier for både små og storskala energilagringsløsninger. De fokuserer på å integrere VRFB i fornybare energisystemer.
Utfordringer og fremtidsutsikter
Mens Vanadium Redox Flow -batterier tilbyr lovende fordeler, er det noen utfordringer som må løses:
- ●Vanadium Redox Flow Battery Price:Kostnaden for vanadium og infrastrukturen som kreves for storskala VFB-systemer kan være relativt høye. Imidlertid, når teknologien modnes og vanadiumproduksjonsskalaer opp, forventes kostnadene å avta.
- ●Energitetthet:Mens VFB-er har utmerkede langvarige evner, er energitettheten deres (mengden energi som er lagret per volum eller vekt på enhet) lavere enn for litium-ion eller faststoffbatterier. Dette kan gjøre dem mindre egnet for applikasjoner der plass og vekt er kritiske.
- ●Effektivitet: Effektiviteten til VFB-er, mens den er høy, er fremdeles litt lavere enn for litium-ion-batterier. Forbedringer i materialer og design forventes imidlertid å øke effektiviteten over tid.
Konklusjon
Vanadium Redox Flow-batteriet er en nyskapende og lovende energilagringsløsning med potensial til å revolusjonere storskala energilagringssystemer. Dets skalerbarhet, lang syklus levetid, sikkerhet og miljøvennlig design gjør det til et attraktivt alternativ for lagring av nett, integrering av fornybar energi og andre storskala energilagringsapplikasjoner. Når teknologien modnes og kostnadsreduksjoner realiseres, kan VFBS spille en nøkkelrolle i fremtiden forBærekraftig energilagring, bidra til å skape et mer spenstig og pålitelig energinett.
Post Time: Jan-07-2025