Ванадієвий окислювально -відновлюючий батареї (VFBS)є новою технологією зберігання енергії зі значним потенціалом, особливо у масштабних, тривалих додатках для зберігання. На відміну від звичайногоЗберігання акумуляторів, VFBS використовує розчин електроліту ванадію як для позитивних, так і для негативних електродів, що робить їх унікальними в дизайні та експлуатації.
Що таке акумулятор Vanadium Redox Flow?
ЗVanadium Redox Battery (VRB), також відомий як акумулятор Vanadium Flow (VFB) або ванадієвий окислювально -відновлюючий акумулятор (VRFB), є типом акумуляторної акумулятора.
Він використовує іони ванадію в різних станах окислення для зберігання та вивільнення електричної енергії. На відміну від звичайних акумуляторів, VRFBS зберігають енергію в рідких електролітах, які циркулюють через систему, а не в твердих електродах. Ця конструкція дозволяє масштабувати та гнучкийРішення для зберігання енергії.

Ключові компоненти ванадію окислювально -відновлювальної батареї
Ключовий компонент | Опис |
Електроліти | - VRFB використовує дві рідкі електроліти, як правило, містять ванадій у різних станах окислення (V²⁺, V³⁺, V⁴⁺ та V⁵⁺). |
Електроди | - Два електроди (зазвичай вуглець або подібні матеріали) полегшують окислювально -відновлювальні реакції (відновлення та окислення) для вивільнення або зберігання енергії. |
Мембрана | - Протонна мембрана (часто виготовлена з Nafion) відокремлює два розчини електроліту, що дозволяє потік іонів між двома сторонами під час циклу заряду/розряду. |
Насоси та система потоку | - Ці компоненти циркулюють електроліти через електрохімічну комірку, забезпечуючи постійний потік іонів ванадію для процесу перетворення енергії. |
Як працює акумулятор відновлення ванадію?
- 1. Цикл розряду
- Під час розряду іони ванадію в позитивних та негативних електролітових розчинах проходять реакції окислення та відновлення на електродах, вивільняючи електричну енергію.
- 2. Цикл заряду
- Під час зарядки енергія зберігається шляхом повернення реакцій окислення та відновлення, переміщення іонів ванадію назад до їх первісних станів окислення. Цей процес передбачає застосування зовнішнього струму до системи.
- 3. Проточні електроліти
- Основна характеристика потокових акумуляторів - це використання рідких електролітів, які перекачуються через систему, що дозволяє легко збільшити ємність акумулятора, просто збільшивши розмір електролітових резервуарів для зберігання.
Переваги ванадію окислювально -відновлювальних батарей
- √ Масштабованість
VRFB можна легко збільшити за рахунок збільшення розміру резервуарів електроліту, що робить їх ідеальними для масштабних застосувань енергії, таких як балансування сітки та зберігання відновлюваної енергії. - √ Життя довгих циклів
Ванадій не погіршується під час циклу (оскільки він використовує один і той же матеріал як для позитивних, так і для негативних електролітів), що надає VRFBS більш тривалий термін експлуатації порівняно з іншими хіміями акумулятора.

Naturgy розгорнула цей акумулятор ванадію в Заморі, Іспанія.
- √Безпека
VRFB є відносно безпечними, оскільки електроліти не є неминучі та нетоксичні. Рідка форма також знижує ризик термічного втікача, що може викликати занепокоєння у деяких інших типах батарей. - √ Ефективність
VRFBS може мати ефективність в обидва кінці (відсоток енергії, що відновлюється під час скидання) від 65% до 85%, залежно від умов проектування та експлуатації. -
√ Енергія та роз'єднання потужності
VRFB можуть незалежно масштабувати енергію (розмір електролітних резервуарів) та потужності (розмір електрохімічної комірки), що надає їм гнучкість для різних застосувань.
Застосування ванадію окислювально -відновлювального потоку акумуляторів

1 МВт 4 МВт. Вмбт. Вмбт. Вмгларену, що володіє акумулятором, що належитьAvista Utilities та виготовляються за допомогою Unienergy Technologies.
- ⭐Зберігання сітки:VRFBS особливо корисні для зберігання зайвої енергії з відновлюваних джерел, таких як вітер та сонячна енергія, що забезпечує буфер для згладжування переривання цих джерел енергії.
- ⭐Інтеграція відновлюваної енергії:Вони можуть зберігати енергію, коли попит низький, і звільнити її в години пікового попиту.
- ⭐Резервна потужність:VRFBS також можна використовувати для резервних систем електроенергії в критичній інфраструктурі.
Ванадій окислювально

Означати | Ванадієвий окислювально -відновлюючий акумулятор (VFB) | |
Безпека | По суті безпечніше через водні розчини електроліту, без термічного втікача, пожеж чи вибухів. | Може становити ризики безпеки, включаючи тепловий втік, пожежі або вибухи, якщо вони пошкоджені або перегріваються. |
Масштабованість | Легко масштабовано, що дозволяє модульне розширення, придатне для великих сховищ (сотні МВт -год). | Менш масштабований; Зазвичай використовуються в одиницях фіксованого розміру, хоча це можна масштабувати для деяких програм. |
Початкова вартість | Більш високі інвестиції в порівнянні з ліф-іонними акумуляторами. | Нижня вартість вперед порівняно з VFBS. |
Щільність енергії | Низька щільність енергії (12-40 Вт/кг), що робить їх непридатними для мобільних додатків, таких як EVS. | Більш висока щільність енергії (80-300 Вт/кг), ідеально підходить для мобільних додатків, таких як електромобілі (EVS). |
Ефективність перетворення енергії | Нижня ефективність (70-75%) порівняно з лів-іонними акумуляторами. | Більш висока ефективність (90%) через більш ефективні цикли заряду/розряду. |
Життя циклу | Надзвичайно довгий термін експлуатації циклу (> 10 000 циклів, а деякі перевищують 20 000 циклів). | Термін циклу коротшого циклу (зазвичай 1000-3000 циклів, залежно від типу акумулятора та використання). |
Довічні витрати | Нижня вартість за ватт (WH) протягом усього життєвого циклу. Більш екологічно чистий з вторинними електролітами ванадію. | Більш висока вартість життя за ватну годину через коротший термін експлуатації циклу та деградації з часом. |
Вартість на WH | В даний час близько 0,30 до 0,40 дол. | Зазвичай 0,50 долара за WH, більш висока вартість довгострокового зберігання через коротший термін експлуатації циклу та більш швидку деградацію. |
▲Ванадієвий окислювально -відновлюючий батареї (VFBS) більш підходящі для масштабних, тривалих застосувань енергоносіїв через їх безпеку, масштабованість, тривалий термін експлуатації та ефективність витрат у довгостроковій перспективі. Однак їх низька щільність енергії та висока початкова вартість роблять їх непридатними для таких застосувань, як електромобілі.
▲ Літій-іонні батареї (Лі-іон)більш широко використовуються для портативних застосувань, таких як електромобілі через їх більшу щільність енергії, але вони мають ризики безпеки, термін експлуатації циклу та більш високі довгострокові витрати порівняно з VFBS.

Топ -10 батарейних компаній Vanadium Flow
У всьому світі є кілька компаній та організацій, які працюють над розробкою та комерціалізацією акумуляторів окислювально -відновного потоку (VRFBS), з акцентоммасштабні рішення для зберігання енергії. Деякі ключові гравці на ринку VRFB включають як створені компанії, так і стартапи, що спеціалізуються на цій технології.
1. Redt Energy (нині енергетичні системи Invinity)
- Розташування: Великобританія
- Огляд: Redt Energy об'єдналася з Hydrostar для формування енергетичних систем Invinity. Вони спеціалізуються на тривалих рішень для зберігання енергії на основі технології VRFB. Їх продукція спрямована на промислові та сіткові програми для зберігання енергії.
2. Енергія VRB
- Розташування: Китай / Канада
- Огляд:VRB Energy є дочірньою компанією Китайської державної сітки корпорації і зосереджується на розробці та комерціалізації VRFBS. Вони пропонують масштабні рішення для зберігання енергії та особливо активні як на Китаї, так і на міжнародних ринках.
3. SElectric Industries Umitomo
- Розташування: Японія
- Огляд: Сумітомо був значним гравцем у розробці технології акумулятора Vanadium Redox Flow. Компанія розробила власні системи VRFB та впровадила їх у різних проектах зберігання енергії, особливо на японському ринку.
4. Іммергічні енергетичні системи
- Розташування: США
- Огляд:Imergy Power Systems спеціалізується на розробці потокових акумуляторів на основі ванадію для зберігання енергії в масштабах сітки. Компанія зосереджена на інтеграції відновлюваних джерел енергії, таких як сонячна енергія та вітр із зберіганням енергії.
5. Сівенс
- Розташування:Франція
- Огляд: Sivens - французька компанія, яка бере участь у виробництві систем VRFB для зберігання енергії. Вони зосереджуються на розробці економічно вигідних, довготривалих рішень для зберігання енергії як для комерційних, так і для промислових програм.
- Розташування:Канада
- Огляд: VanadiumCorp Resource Inc. - це канадська компанія з видобутку та технологій, яка зосереджується на вилученні ванадію та розробці технології VRFB. Компанія працює над підвищенням ефективності вилучення ванадію та розробки нових програм для VRFBS.
7. Системи зберігання енергії (ESS, Inc.)
- Розташування:США
- Огляд:ESS Inc.-це компанія, орієнтована на тривалі рішення для зберігання енергії за допомогою технології акумулятора залізного потоку, яка схожа на VRFB, але використовує залізо замість ванадію. Вони пропонують масштабні рішення для зберігання енергії, але їх робота є частиною зростаючого ринку потокових акумуляторів.
8. Системи зберігання енергії Cellcube
- Розташування:Австрія / Канада
- Огляд: Cellcube, дочірня компанія зберігання енергії Gildemiister, зосереджується на виготовленні та розгортанні акумуляторних батарей відновлювально-відновлювального потоку для зберігання масштабів сітки. Компанія особливо бере участь у масштабних проектах зберігання енергії в Європі та Північній Америці.
9. Рішення відновлюваної енергії (Res Group)
- Розташування: Великобританія
- Огляд:Res Group, великий глобальний гравець з відновлюваної енергії, працює над інтеграцією акумуляторів Vanadium Flow в енергетичні системи в рамках своєї мети розробити стійкі масштабні рішення для зберігання енергії для відновлюваних джерел енергії.
- Розташування:Китай
- Огляд: Pu Neng (PNT)-китайська компанія, яка розвиває та виробляє акумулятори Vanadium Redox Flow як для малих, так і для масштабних рішень для зберігання енергії. Вони зосереджуються на інтеграції VRFB в системи відновлюваної енергії.
Виклики та майбутні перспективи
У той час як акумулятори Vanadium Redox Flow пропонують перспективні переваги, є деякі проблеми, які потрібно вирішити:
- ●Ціна акумулятора Vanadium Redox Plow:Вартість ванадію та інфраструктуру, необхідну для масштабних систем VFB, може бути відносно високою. Однак, коли технологія дозріває та збільшується виробництво ванадію, очікується зменшення витрат.
- ●Щільність енергії:Незважаючи на те, що VFB мають чудові тривалої можливості, їх щільність енергії (кількість енергії, що зберігається на одиницю об'єму або ваги) нижча, ніж у літій-іонних або твердих акумуляторів. Це може зробити їх менш придатними для застосувань, де простір і вага є критичними.
- ●Ефективність: Ефективність VFB, хоча і висока, все ще трохи нижча, ніж у літій-іонних батарей. Однак, як очікується, вдосконалення матеріалів та дизайну підвищить ефективність з часом.
Висновок
Акумулятор Vanadium Redox Flow-це інноваційне та перспективне рішення для зберігання енергії з потенціалом для революції масштабних систем зберігання енергії. Його масштабованість, тривалий цикл, безпека та екологічно чистий дизайн роблять його привабливим варіантом зберігання сітки, інтеграції відновлюваної енергії та інших масштабних додатків для зберігання енергії. Оскільки технологія дозріває та реалізується зниження витрат, VFBS може відігравати ключову роль у майбутньомустійке зберігання енергії, допомагаючи створити більш стійку та надійну енергетичну мережу.
Час посади: 07-2025 січня