Betri za Mtiririko wa Vanadium Redox (VFBs)ni teknolojia inayoibukia ya uhifadhi wa nishati yenye uwezo mkubwa, haswa katika utumizi mkubwa wa uhifadhi wa muda mrefu. Tofauti na kawaidahifadhi ya betri inayoweza kuchajiwa tena, VFB hutumia suluhisho la vanadium electrolyte kwa elektrodi chanya na hasi, na kuifanya kuwa ya kipekee katika muundo na uendeshaji.
Betri ya Mtiririko wa Vanadium Redox ni nini?
Thebetri ya vanadium redox (VRB), pia inajulikana kama vanadium flow battery (VFB) au vanadium redox flow battery (VRFB), ni aina ya betri ya mtiririko inayoweza kuchajiwa tena.
Inatumia ioni za vanadium katika majimbo anuwai ya oksidi kuhifadhi na kutoa nishati ya umeme. Tofauti na betri za kawaida, VRFB huhifadhi nishati katika elektroliti kioevu ambazo huzunguka kupitia mfumo badala ya elektrodi dhabiti. Muundo huu unaruhusu scalable na rahisiufumbuzi wa kuhifadhi nishati.
Vipengele Muhimu vya Betri ya Mtiririko wa Vanadium Redox
| Kipengele Muhimu | Maelezo |
| Electrolytes | - VRFB hutumia elektroliti mbili za kioevu, kwa kawaida huwa na vanadium katika hali tofauti za oksidi (V²⁺, V³⁺, V⁴⁺, na V⁵⁺). |
| Electrodes | - Electrodes mbili (kawaida kaboni au nyenzo sawa) kuwezesha athari za redox (kupunguza na oxidation) kutolewa au kuhifadhi nishati. |
| Utando | - Utando unaopitisha protoni (mara nyingi hutengenezwa na Nafion) hutenganisha miyeyusho miwili ya elektroliti, ikiruhusu mtiririko wa ioni kati ya pande hizo mbili wakati wa mzunguko wa malipo/kutokwa. |
| Mfumo wa pampu na mtiririko | - Vipengele hivi huzunguka elektroliti kupitia seli ya elektrokemikali, kuhakikisha mtiririko unaoendelea wa ioni za vanadium kwa mchakato wa ubadilishaji wa nishati. |
Je! Betri ya Mtiririko wa Vanadium Redox Inafanyaje Kazi?
- 1. Mzunguko wa Utoaji
- Wakati wa kutokwa, ioni za vanadium katika suluhisho chanya na hasi za elektroliti hupitia athari za oxidation na kupunguza kwenye elektroni, ikitoa nishati ya umeme.
- 2. Mzunguko wa malipo
- Wakati wa kuchaji, nishati huhifadhiwa kwa kugeuza uoksidishaji na athari za kupunguza, kusogeza ioni za vanadium kurudi kwenye hali zao za asili za oksidi. Utaratibu huu unahusisha kutumia mkondo wa nje kwenye mfumo.
- 3. Inapita Electrolytes
- Tabia muhimu ya betri za mtiririko ni matumizi ya elektroliti za kioevu ambazo hupigwa kupitia mfumo, ambayo inaruhusu uwezo wa betri kuongezeka kwa urahisi kwa kupanua tu ukubwa wa mizinga ya kuhifadhi electrolyte.
Manufaa ya Betri za Mtiririko wa Vanadium Redox
- √ Scalability
VRFB zinaweza kuongezwa kwa urahisi kwa kuongeza ukubwa wa matangi ya elektroliti, na kuifanya kuwa bora kwa matumizi makubwa ya hifadhi ya nishati kama vile kusawazisha gridi ya taifa na hifadhi ya nishati mbadala. - √ Maisha ya Mzunguko Mrefu
Vanadium haiharibiki wakati wa kuendesha baiskeli (kwa sababu hutumia nyenzo sawa kwa elektroliti chanya na hasi), ambayo huzipa VRFB maisha marefu ya kufanya kazi ikilinganishwa na kemia zingine za betri.
Naturgy ilisambaza betri hii ya vanadium huko Zamora, Uhispania.
- √Usalama
VRFB ni salama kwa kiasi kwa sababu elektroliti haziwezi kuwaka na hazina sumu. Fomu ya kioevu pia inapunguza hatari ya kukimbia kwa joto, ambayo inaweza kuwa na wasiwasi katika aina nyingine za betri. - √ Ufanisi
VRFB zinaweza kuwa na ufanisi wa safari za kwenda na kurudi (asilimia ya nishati iliyopatikana wakati wa kutoa) kuanzia 65% hadi 85%, kulingana na muundo na hali ya uendeshaji. -
√ Kutenganisha Nishati na Nguvu
VRFB zinaweza kuongeza nishati (ukubwa wa mizinga ya elektroliti) na nguvu (ukubwa wa seli za elektroliti) kwa kujitegemea, ambayo huwapa kubadilika kwa matumizi tofauti.
Utumizi wa Betri za Mtiririko wa Vanadium Redox
Betri ya 1 MW 4 MWh iliyo na kontena ya vanadium flow inayomilikiwa naHuduma za Avista na kutengenezwa na UniEnergy Technologies.
- ⭐Hifadhi ya Gridi:VRFB ni muhimu sana kwa kuhifadhi nishati ya ziada kutoka kwa vyanzo vinavyoweza kurejeshwa kama vile upepo na jua, na hivyo kutoa buffer ya kulainisha muda wa vyanzo hivi vya nishati.
- ⭐Ujumuishaji wa Nishati Mbadala:Wanaweza kuhifadhi nishati wakati mahitaji ni ya chini na kuifungua wakati wa saa za juu za mahitaji.
- ⭐Nguvu ya Hifadhi:VRFB pia inaweza kutumika kwa chelezo mifumo ya nguvu katika miundombinu muhimu.
Betri ya Mtiririko wa Vanadium Redox VS Betri ya Ion ya Lithium
| Kipengele | Betri ya Mtiririko wa Vanadium Redox (VFB) | |
| Usalama | Kiasili ni salama zaidi kutokana na miyeyusho ya elektroliti yenye maji, hakuna njia ya kukimbia, moto au milipuko. | Inaweza kuhatarisha usalama, ikijumuisha kukimbia kwa joto, moto, au milipuko ikiharibiwa au kupashwa joto kupita kiasi. |
| Scalability | Inaweza kuongezwa kwa urahisi, ikiruhusu upanuzi wa msimu unaofaa kwa hifadhi kubwa (mamia ya MWh). | Chini scalable; kawaida hutumika katika vitengo vya saizi isiyobadilika, ingawa inaweza kuongezwa kwa baadhi ya programu. |
| Gharama ya Awali | Uwekezaji wa juu wa awali ikilinganishwa na betri za Li-ion. | Gharama ya chini ya awali ikilinganishwa na VFBs. |
| Msongamano wa Nishati | Msongamano mdogo wa nishati (12-40 Wh/kg), na kuzifanya zisifae kwa programu za simu kama vile EV. | Msongamano wa juu wa nishati (80-300 Wh/kg), bora kwa matumizi ya simu kama vile magari ya umeme (EVs). |
| Ufanisi wa Ubadilishaji Nishati | Ufanisi wa chini (70-75%) ikilinganishwa na betri za Li-ion. | Ufanisi wa juu (90%) kutokana na mizunguko yenye ufanisi zaidi ya malipo/kutokwa. |
| Maisha ya Mzunguko | Maisha ya mzunguko mrefu sana (> mizunguko 10,000, na mizunguko inayozidi 20,000). | Maisha mafupi ya mzunguko (kwa kawaida mizunguko 1,000-3,000, kulingana na aina ya betri na matumizi). |
| Gharama za Maisha | Gharama ya chini kwa kila Saa ya Watt (Wh) katika kipindi chote cha maisha. Ni rafiki wa mazingira zaidi na elektroliti za vanadium zinazoweza kutumika tena. | Gharama ya juu ya maisha kwa kila saa ya wati kutokana na maisha mafupi ya mzunguko na uharibifu wa muda. |
| Gharama Kwa Wh | Kwa sasa ni takriban $0.30-$0.40 kwa Wh, gharama nafuu zaidi kwa hifadhi ya muda mrefu ya nishati. | Kwa kawaida $0.50 kwa Wh, gharama ya juu zaidi kwa hifadhi ya muda mrefu kutokana na maisha mafupi ya mzunguko na uharibifu wa haraka. |
▲Betri za Mtiririko wa Vanadium Redox (VFBs) zinafaa zaidi kwa matumizi makubwa, ya muda mrefu ya uhifadhi wa nishati kwa sababu ya usalama wao, uzani, maisha ya mzunguko mrefu, na ufanisi wa gharama kwa muda mrefu. Hata hivyo, msongamano wao wa chini wa nishati na gharama kubwa ya awali huwafanya kutofaa kwa matumizi kama vile magari ya umeme.
▲ Betri za Lithium-ion (Li-ion)hutumika zaidi kwa programu zinazobebeka kama vile magari ya umeme kwa sababu ya msongamano mkubwa wa nishati, lakini huja na hatari za usalama, maisha mafupi ya mzunguko na gharama kubwa za muda mrefu ikilinganishwa na VFB.
Kampuni 10 Bora za Betri ya Mtiririko wa Vanadium
Kuna makampuni na mashirika kadhaa duniani kote yanayofanya kazi katika ukuzaji na biashara ya Vanadium Redox Flow Betri (VRFBs), kwa kuzingatiaufumbuzi wa uhifadhi wa nishati kwa kiasi kikubwa. Wachezaji wengine wakuu katika soko la VRFB ni pamoja na kampuni zilizoanzishwa na waanzishaji waliobobea katika teknolojia hii.
1. RedT Energy (sasa Mifumo ya Nishati ya Invinity)
- Mahali: Uingereza
- Muhtasari: RedT Energy iliunganishwa na HydroStar na kuunda Invinity Energy Systems. Wana utaalam katika suluhu za kuhifadhi nishati za muda mrefu kulingana na teknolojia ya VRFB. Bidhaa zao zinalenga matumizi ya uhifadhi wa nishati ya viwandani na gridi ya taifa.
- Mahali: Uchina / Kanada
- Muhtasari:VRB Energy ni kampuni tanzu ya State Grid Corporation ya China na inaangazia maendeleo na biashara ya VRFB. Wanatoa suluhisho la uhifadhi wa nishati kwa kiwango kikubwa na wanafanya kazi haswa katika Uchina na masoko ya kimataifa.
3. SUmitomo Electric Industries
- Mahali: Japani
- Muhtasari: Sumitomo imekuwa mchezaji muhimu katika maendeleo ya teknolojia ya Vanadium Redox Flow Betri. Kampuni imeunda mifumo yake ya VRFB na imeitekeleza katika miradi mbalimbali ya kuhifadhi nishati, hasa katika soko la Japan.
- Mahali: Marekani
- Muhtasari:Imergy Power Systems inataalam katika kutengeneza betri za mtiririko zinazotegemea vanadium kwa uhifadhi wa nishati ya kiwango cha gridi ya taifa. Kampuni inalenga kuunganisha vyanzo vya nishati mbadala kama vile jua na upepo na uhifadhi wa nishati.
5. Sivens
- Mahali:Ufaransa
- Muhtasari: Sivens ni kampuni ya Ufaransa inayohusika katika utengenezaji wa mifumo ya VRFB ya kuhifadhi nishati. Wanazingatia kutengeneza suluhisho la gharama nafuu, la kudumu la kuhifadhi nishati kwa matumizi ya kibiashara na ya viwandani.
6. Kampuni ya VanadiumCorp Resource Inc.
- Mahali:Kanada
- Muhtasari: VanadiumCorp Resource Inc. ni kampuni ya uchimbaji madini na teknolojia ya Kanada inayoangazia uchimbaji wa vanadium na ukuzaji wa teknolojia ya VRFB. Kampuni inajitahidi kuboresha ufanisi wa uchimbaji wa vanadium na kuunda programu mpya za VRFB.
7. Mifumo ya Kuhifadhi Nishati (ESS, Inc.)
- Mahali:Marekani
- Muhtasari:ESS Inc. ni kampuni inayoangazia suluhu za kuhifadhi nishati za muda mrefu kwa kutumia teknolojia ya betri ya mtiririko wa chuma, ambayo ni sawa na VRFB lakini hutumia chuma badala ya vanadium. Wanatoa suluhisho la uhifadhi wa nishati kwa kiwango kikubwa, lakini kazi yao ni sehemu ya soko linalokua la betri za mtiririko.
8. Mifumo ya Uhifadhi wa Nishati ya CellCube
- Mahali:Austria / Kanada
- Muhtasari: CellCube, kampuni tanzu ya Hifadhi ya Nishati ya Gildemeister, inalenga katika kutengeneza na kupeleka Betri za Vanadium Redox Flow kwa hifadhi ya kiwango cha gridi ya taifa. Kampuni hiyo inahusika haswa katika miradi mikubwa ya uhifadhi wa nishati huko Uropa na Amerika Kaskazini.
9. Suluhisho la Nishati Mbadala (Kikundi cha RES)
- Mahali: Uingereza
- Muhtasari:RES Group, kichezaji kikubwa cha nishati inayoweza kurejeshwa duniani kote, kinashughulikia kuunganisha betri za vanadium katika mifumo ya nishati kama sehemu ya lengo lao la kuunda suluhu endelevu na kubwa za uhifadhi wa nishati kwa viboreshaji.
- Mahali:China
- Muhtasari: Pu Neng (PNT) ni kampuni ya Kichina ambayo hutengeneza na kutengeneza Betri za Vanadium Redox Flow kwa suluhu ndogo na kubwa za kuhifadhi nishati. Wanazingatia kuunganisha VRFB katika mifumo ya nishati mbadala.
Changamoto na Matarajio ya Baadaye
Wakati Betri za Vanadium Redox Flow zinapeana faida za kuahidi, kuna changamoto kadhaa ambazo zinahitaji kushughulikiwa:
- ●Bei ya Betri ya Mtiririko wa Vanadium Redox:Gharama ya vanadium na miundombinu inayohitajika kwa mifumo mikubwa ya VFB inaweza kuwa juu kiasi. Walakini, teknolojia inavyoendelea kukomaa na uzalishaji wa vanadium kuongezeka, gharama zinatarajiwa kupungua.
- ●Msongamano wa Nishati:Ingawa VFB zina uwezo bora wa muda mrefu, msongamano wao wa nishati (kiasi cha nishati iliyohifadhiwa kwa ujazo wa kitengo au uzito) ni chini kuliko ile ya lithiamu-ioni au betri za hali dhabiti. Hii inaweza kuzifanya zisifae kwa programu ambapo nafasi na uzito ni muhimu.
- ●Ufanisi: Ufanisi wa VFB, wakati wa juu, bado uko chini kidogo kuliko ule wa betri za lithiamu-ion. Walakini, uboreshaji wa nyenzo na muundo unatarajiwa kuongeza ufanisi kwa wakati.
Hitimisho
Betri ya Vanadium Redox Flow ni suluhu bunifu na la kuahidi la uhifadhi wa nishati yenye uwezo wa kuleta mageuzi katika mifumo mikubwa ya kuhifadhi nishati. Uwezekano wake, maisha marefu ya mzunguko, usalama, na muundo rafiki wa mazingira huifanya kuwa chaguo la kuvutia kwa hifadhi ya gridi ya taifa, muunganisho wa nishati mbadala, na matumizi mengine makubwa ya hifadhi ya nishati. Kadiri teknolojia inavyoendelea kukomaa na upunguzaji wa gharama unavyopatikana, VFB inaweza kuchukua jukumu muhimu katika siku zijazo zahifadhi ya nishati endelevu, kusaidia kuunda gridi ya nishati yenye nguvu zaidi na ya kuaminika.
Muda wa kutuma: Jan-07-2025