وینڈیم ریڈوکس فلو بیٹریاں (VFBs)ایک ابھرتی ہوئی توانائی ذخیرہ کرنے والی ٹیکنالوجی ہے جس میں اہم صلاحیت ہے، خاص طور پر بڑے پیمانے پر طویل مدتی اسٹوریج ایپلی کیشنز میں۔ روایتی کے برعکسریچارج قابل بیٹری اسٹوریج, VFBs مثبت اور منفی دونوں الیکٹروڈز کے لیے وینڈیم الیکٹرولائٹ محلول استعمال کرتے ہیں، جو انہیں ڈیزائن اور آپریشن میں منفرد بناتے ہیں۔
وینڈیم ریڈوکس فلو بیٹری کیا ہے؟
دیوینڈیم ریڈوکس بیٹری (VRB)، جسے وینڈیم فلو بیٹری (VFB) یا وینیڈیم ریڈوکس فلو بیٹری (VRFB) کے نام سے بھی جانا جاتا ہے، ایک قسم کی ریچارج ایبل فلو بیٹری ہے۔
یہ مختلف آکسیکرن ریاستوں میں وینڈیم آئنوں کو برقی توانائی کو ذخیرہ کرنے اور جاری کرنے کے لیے استعمال کرتا ہے۔ روایتی بیٹریوں کے برعکس، VRFBs توانائی کو مائع الیکٹرولائٹس میں ذخیرہ کرتے ہیں جو ٹھوس الیکٹروڈ کے بجائے نظام کے ذریعے گردش کرتے ہیں۔ یہ ڈیزائن توسیع پذیر اور لچکدار کی اجازت دیتا ہے۔توانائی ذخیرہ کرنے کے حل.
وینڈیم ریڈوکس فلو بیٹری کے کلیدی اجزاء
| کلیدی جزو | تفصیل |
| الیکٹرولائٹس | - VRFB دو مائع الیکٹرولائٹس کا استعمال کرتا ہے، عام طور پر مختلف آکسیڈیشن حالتوں میں وینیڈیم پر مشتمل ہوتا ہے (V²⁺، V³⁺، V⁴⁺، اور V⁵⁺)۔ |
| الیکٹروڈس | - دو الیکٹروڈز (عام طور پر کاربن یا اس سے ملتی جلتی چیزیں) توانائی کے اخراج یا ذخیرہ کرنے کے لیے ریڈوکس رد عمل (کمی اور آکسیکرن) کو سہولت فراہم کرتے ہیں۔ |
| جھلی | - ایک پروٹون کنڈکٹنگ جھلی (اکثر Nafion سے بنی ہے) دو الیکٹرولائٹ محلولوں کو الگ کرتی ہے، جس سے چارج/ڈسچارج سائیکل کے دوران دونوں اطراف کے درمیان آئن کا بہاؤ ہوتا ہے۔ |
| پمپس اور فلو سسٹم | - یہ اجزاء الیکٹرولائٹس کو الیکٹرو کیمیکل سیل کے ذریعے گردش کرتے ہیں، توانائی کی تبدیلی کے عمل کے لیے وینیڈیم آئنوں کے مسلسل بہاؤ کو یقینی بناتے ہیں۔ |
وینڈیم ریڈوکس فلو بیٹری کیسے کام کرتی ہے؟
- 1. ڈسچارج سائیکل
- خارج ہونے کے دوران، مثبت اور منفی الیکٹرولائٹ محلول میں وینیڈیم آئن الیکٹروڈز پر آکسیکرن اور کمی کے رد عمل سے گزرتے ہیں، برقی توانائی جاری کرتے ہیں۔
- 2. چارج سائیکل
- چارجنگ کے دوران، آکسیکرن اور کمی کے رد عمل کو الٹ کر، وینڈیم آئنوں کو ان کی اصل آکسیکرن حالتوں میں واپس لے کر توانائی کو ذخیرہ کیا جاتا ہے۔ اس عمل میں سسٹم میں بیرونی کرنٹ لگانا شامل ہے۔
- 3. بہتی الیکٹرولائٹس
- فلو بیٹریوں کی اہم خصوصیت مائع الیکٹرولائٹس کا استعمال ہے جو سسٹم کے ذریعے پمپ کیے جاتے ہیں، جس سے بیٹری کی صلاحیت کو آسانی سے الیکٹرولائٹ اسٹوریج ٹینک کے سائز کو بڑھا کر بڑھایا جا سکتا ہے۔
وینڈیم ریڈوکس فلو بیٹریوں کے فوائد
- √ اسکیل ایبلٹی
VRFBs کو الیکٹرولائٹ ٹینک کے سائز کو بڑھا کر آسانی سے بڑھایا جا سکتا ہے، جس سے وہ بڑے پیمانے پر توانائی ذخیرہ کرنے کی ایپلی کیشنز جیسے کہ گرڈ بیلنسنگ اور قابل تجدید توانائی ذخیرہ کرنے کے لیے مثالی ہیں۔ - √ لمبی سائیکل زندگی
وینڈیم سائیکلنگ کے دوران انحطاط نہیں کرتا ہے (کیونکہ یہ مثبت اور منفی دونوں الیکٹرولائٹس کے لیے ایک ہی مواد استعمال کرتا ہے)، جو VRFBs کو بیٹری کی دیگر کیمسٹریوں کے مقابلے ایک طویل آپریشنل زندگی دیتا ہے۔
Naturgy نے اس وینڈیم فلو بیٹری کو زمورا، سپین میں تعینات کیا۔
- √حفاظت
VRFBs نسبتاً محفوظ ہیں کیونکہ الیکٹرولائٹس غیر آتش گیر اور غیر زہریلے ہیں۔ مائع شکل تھرمل رن وے کے خطرے کو بھی کم کرتی ہے، جو کچھ دوسری قسم کی بیٹریوں میں تشویش کا باعث ہو سکتی ہے۔ - √ کارکردگی
ڈیزائن اور آپریٹنگ حالات کے لحاظ سے VRFBs میں راؤنڈ ٹرپ افادیت (ڈسچارج کے دوران حاصل ہونے والی توانائی کا فیصد) 65% سے 85% تک ہو سکتی ہے۔ -
√ توانائی اور پاور ڈیکپلنگ
VRFBs آزادانہ طور پر توانائی (الیکٹرولائٹ ٹینک کا سائز) اور طاقت (الیکٹرو کیمیکل سیل کا سائز) اجزاء کو پیمانہ کر سکتے ہیں، جو انہیں مختلف ایپلی کیشنز کے لیے لچک فراہم کرتا ہے۔
وینڈیم ریڈوکس فلو بیٹریوں کی ایپلی کیشنز
1 میگاواٹ 4 میگاواٹ کنٹینرائزڈ وینڈیم فلو بیٹری کی ملکیت ہے۔Avista Utilities اور UniEnergy Technologies کے ذریعہ تیار کردہ۔
- ⭐گرڈ اسٹوریج:VRFBs خاص طور پر ہوا اور شمسی جیسے قابل تجدید ذرائع سے اضافی توانائی کو ذخیرہ کرنے کے لیے مفید ہیں، ان توانائی کے ذرائع کے وقفے وقفے کو ہموار کرنے کے لیے ایک بفر فراہم کرتے ہیں۔
- ⭐قابل تجدید توانائی کا انضمام:طلب کم ہونے پر وہ توانائی کو ذخیرہ کر سکتے ہیں اور زیادہ مانگ کے اوقات میں اسے چھوڑ سکتے ہیں۔
- ⭐بیک اپ پاور:VRFBs کو اہم انفراسٹرکچر میں بیک اپ پاور سسٹم کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔
وینڈیم ریڈوکس فلو بیٹری بمقابلہ لتیم آئن بیٹری
| فیچر | وینڈیم ریڈوکس فلو بیٹری (VFB) | |
| حفاظت | آبی الیکٹرولائٹ محلول کی وجہ سے فطری طور پر محفوظ، کوئی تھرمل بھاگنا، آگ، یا دھماکے نہیں ہوتے۔ | حفاظتی خطرات لاحق ہو سکتے ہیں، بشمول تھرمل بھاگنا، آگ لگنا، یا اگر نقصان پہنچا یا زیادہ گرم ہو تو دھماکے۔ |
| اسکیل ایبلٹی | آسانی سے توسیع پذیر، بڑی اسٹوریج کی سہولیات (سینکڑوں MWh) کے لیے موزوں ماڈیولر توسیع کی اجازت دیتا ہے۔ | کم توسیع پذیر؛ عام طور پر مقررہ سائز کی اکائیوں میں استعمال کیا جاتا ہے، حالانکہ اسے کچھ ایپلی کیشنز کے لیے چھوٹا کیا جا سکتا ہے۔ |
| ابتدائی لاگت | لی آئن بیٹریوں کے مقابلے میں اعلیٰ پیشگی سرمایہ کاری۔ | VFBs کے مقابلے میں کم پیشگی لاگت۔ |
| توانائی کی کثافت | کم توانائی کی کثافت (12-40 Wh/kg)، انہیں EVs جیسی موبائل ایپلی کیشنز کے لیے غیر موزوں بناتی ہے۔ | اعلی توانائی کی کثافت (80-300 Wh/kg)، موبائل ایپلی کیشنز جیسے الیکٹرک گاڑیوں (EVs) کے لیے مثالی ہے۔ |
| توانائی کی تبدیلی کی کارکردگی | لی آئن بیٹریوں کے مقابلے میں کم کارکردگی (70-75%)۔ | زیادہ موثر چارج/ڈسچارج سائیکل کی وجہ سے اعلی کارکردگی (90%)۔ |
| سائیکل لائف | انتہائی طویل سائیکل کی زندگی (>10,000 سائیکل، کچھ 20,000 سے زیادہ سائیکلوں کے ساتھ)۔ | مختصر سائیکل کی زندگی (عام طور پر 1,000-3,000 سائیکل، بیٹری کی قسم اور استعمال پر منحصر ہے)۔ |
| زندگی بھر کے اخراجات | پورے لائف سائیکل پر کم قیمت فی واٹ گھنٹے (Wh)۔ ری سائیکل ایبل وینیڈیم الیکٹرولائٹس کے ساتھ زیادہ ماحول دوست۔ | کم سائیکل لائف اور وقت کے ساتھ انحطاط کی وجہ سے فی واٹ گھنٹہ زندگی بھر کی زیادہ قیمت۔ |
| لاگت فی گھنٹہ | فی الوقت تقریباً $0.30-$0.40 فی گھنٹہ، طویل مدتی توانائی ذخیرہ کرنے کے لیے زیادہ سرمایہ کاری مؤثر۔ | عام طور پر $0.50 فی گھنٹہ، مختصر سائیکل کی زندگی اور تیزی سے انحطاط کی وجہ سے طویل مدتی اسٹوریج کے لیے زیادہ قیمت۔ |
▲وینڈیم ریڈوکس فلو بیٹریاں (VFBs) ان کی حفاظت، توسیع پذیری، طویل سائیکل کی زندگی، اور طویل مدتی لاگت کی کارکردگی کی وجہ سے بڑے پیمانے پر، طویل مدتی توانائی ذخیرہ کرنے والی ایپلی کیشنز کے لیے زیادہ موزوں ہیں۔ تاہم، ان کی کم توانائی کی کثافت اور زیادہ ابتدائی لاگت انہیں برقی گاڑیوں جیسی ایپلی کیشنز کے لیے غیر موزوں بناتی ہے۔
▲ لیتھیم آئن بیٹریاں (لی آئن)زیادہ توانائی کی کثافت کی وجہ سے پورٹیبل ایپلی کیشنز جیسے الیکٹرک گاڑیوں کے لیے زیادہ وسیع پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں، لیکن وہ حفاظتی خطرات، مختصر سائیکل کی زندگی، اور VFBs کے مقابلے زیادہ طویل مدتی اخراجات کے ساتھ آتے ہیں۔
سرفہرست 10 وینڈیم فلو بیٹری کمپنیاں
دنیا بھر میں وینڈیم ریڈوکس فلو بیٹریز (VRFBs) کی ترقی اور کمرشلائزیشن پر کام کرنے والی کئی کمپنیاں اور تنظیمیں ہیں، جن پر توجہ مرکوز ہے۔بڑے پیمانے پر توانائی ذخیرہ کرنے کے حل. VRFB مارکیٹ کے کچھ اہم کھلاڑیوں میں اس ٹیکنالوجی میں مہارت حاصل کرنے والی کمپنیاں اور اسٹارٹ اپ دونوں شامل ہیں۔
1. ریڈ ٹی انرجی (اب انوینٹی انرجی سسٹمز)
- مقام: برطانیہ
- جائزہ: ریڈ ٹی انرجی کو ہائیڈرو اسٹار کے ساتھ ضم کر کے انوینیٹی انرجی سسٹمز بنانے کے لیے۔ وہ VRFB ٹیکنالوجی پر مبنی طویل مدتی توانائی ذخیرہ کرنے کے حل میں مہارت رکھتے ہیں۔ ان کی مصنوعات کا مقصد صنعتی اور گرڈ پیمانے پر توانائی ذخیرہ کرنے کی ایپلی کیشنز ہیں۔
2. VRB توانائی
- مقام: چین/کینیڈا
- جائزہ:VRB انرجی چین کی اسٹیٹ گرڈ کارپوریشن کا ذیلی ادارہ ہے اور VRFBs کی ترقی اور کمرشلائزیشن پر توجہ مرکوز کرتا ہے۔ وہ بڑے پیمانے پر توانائی ذخیرہ کرنے کے حل پیش کرتے ہیں اور خاص طور پر چین اور بین الاقوامی منڈیوں دونوں میں فعال ہیں۔
- مقام: جاپان
- جائزہ: Sumitomo Vanadium Redox Flow Battery ٹیکنالوجی کی ترقی میں ایک اہم کھلاڑی رہا ہے۔ کمپنی نے اپنا VRFB سسٹم تیار کیا ہے اور انہیں توانائی کے ذخیرہ کرنے کے مختلف منصوبوں میں لاگو کیا ہے، خاص طور پر جاپانی مارکیٹ میں۔
- مقام: ریاستہائے متحدہ
- جائزہ:Imergy Power Systems گرڈ پیمانے پر توانائی ذخیرہ کرنے کے لیے وینڈیم پر مبنی فلو بیٹریاں تیار کرنے میں مہارت رکھتا ہے۔ کمپنی قابل تجدید توانائی کے ذرائع جیسے شمسی اور ہوا کو توانائی کے ذخیرہ کے ساتھ مربوط کرنے پر مرکوز ہے۔
5. سیونز
- مقام:فرانس
- جائزہ: Sivens ایک فرانسیسی کمپنی ہے جو توانائی ذخیرہ کرنے کے لیے VRFB سسٹمز کی تیاری میں شامل ہے۔ وہ تجارتی اور صنعتی ایپلی کیشنز کے لیے سرمایہ کاری مؤثر، دیرپا توانائی ذخیرہ کرنے کے حل تیار کرنے پر توجہ مرکوز کرتے ہیں۔
- مقام:کینیڈا
- جائزہ: VanadiumCorp Resource Inc. ایک کینیڈا کی کان کنی اور ٹیکنالوجی کمپنی ہے جو وینیڈیم کے نکالنے اور VRFB ٹیکنالوجی کی ترقی پر توجہ مرکوز کرتی ہے۔ کمپنی وینیڈیم نکالنے کی کارکردگی کو بہتر بنانے اور VRFBs کے لیے نئی ایپلی کیشنز تیار کرنے پر کام کر رہی ہے۔
7. انرجی سٹوریج سسٹمز (ESS, Inc.)
- مقام:ریاستہائے متحدہ
- جائزہ:ESS Inc. ایک کمپنی ہے جو آئرن فلو بیٹری ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے طویل مدتی توانائی ذخیرہ کرنے کے حل پر مرکوز ہے، جو VRFB سے ملتی جلتی ہے لیکن وینیڈیم کے بجائے آئرن کا استعمال کرتی ہے۔ وہ بڑے پیمانے پر توانائی ذخیرہ کرنے کے حل فراہم کرتے ہیں، لیکن ان کا کام فلو بیٹریوں کی بڑھتی ہوئی مارکیٹ کا حصہ ہے۔
8. سیل کیوب انرجی سٹوریج سسٹمز
- مقام:آسٹریا / کینیڈا
- جائزہ: سیل کیوب، گلڈیمیسٹر انرجی سٹوریج کا ایک ذیلی ادارہ، گرڈ پیمانے پر اسٹوریج کے لیے وینڈیم ریڈوکس فلو بیٹریوں کی تیاری اور تعیناتی پر توجہ مرکوز کرتا ہے۔ کمپنی خاص طور پر یورپ اور شمالی امریکہ میں بڑے پیمانے پر توانائی ذخیرہ کرنے کے منصوبوں میں شامل ہے۔
9. قابل تجدید توانائی کے حل (RES گروپ)
- مقام: برطانیہ
- جائزہ:RES گروپ، ایک بڑا عالمی قابل تجدید توانائی کا کھلاڑی، توانائی کے نظاموں میں وینڈیم فلو بیٹریوں کو ضم کرنے پر کام کر رہا ہے تاکہ قابل تجدید ذرائع کے لیے پائیدار، بڑے پیمانے پر توانائی ذخیرہ کرنے کے حل تیار کیے جا سکیں۔
- مقام:چین
- جائزہ: Pu Neng (PNT) ایک چینی کمپنی ہے جو چھوٹے اور بڑے پیمانے پر توانائی ذخیرہ کرنے کے حل کے لیے وینڈیم ریڈوکس فلو بیٹریاں تیار اور تیار کرتی ہے۔ وہ VRFBs کو قابل تجدید توانائی کے نظاموں میں ضم کرنے پر توجہ مرکوز کرتے ہیں۔
چیلنجز اور مستقبل کے امکانات
اگرچہ وینڈیم ریڈوکس فلو بیٹریاں امید افزا فوائد پیش کرتی ہیں، کچھ چیلنجز ہیں جن سے نمٹنے کی ضرورت ہے:
- ●وینڈیم ریڈوکس فلو بیٹری کی قیمت:وینیڈیم کی قیمت اور بڑے پیمانے پر VFB سسٹمز کے لیے درکار بنیادی ڈھانچہ نسبتاً زیادہ ہو سکتا ہے۔ تاہم، جیسے جیسے ٹیکنالوجی پختہ ہوتی ہے اور وینیڈیم کی پیداوار میں اضافہ ہوتا ہے، اخراجات میں کمی کی توقع کی جاتی ہے۔
- ●توانائی کی کثافت:جب کہ VFBs میں طویل دورانیے کی بہترین صلاحیتیں ہیں، ان کی توانائی کی کثافت (فی یونٹ حجم یا وزن میں ذخیرہ شدہ توانائی کی مقدار) لیتھیم آئن یا سالڈ اسٹیٹ بیٹریوں سے کم ہے۔ یہ انہیں ایپلی کیشنز کے لیے کم موزوں بنا سکتا ہے جہاں جگہ اور وزن بہت اہم ہے۔
- ●کارکردگی: VFBs کی کارکردگی، اعلیٰ ہونے کے باوجود، لتیم آئن بیٹریوں کی نسبت تھوڑی کم ہے۔ تاہم، مواد اور ڈیزائن میں بہتری کی توقع ہے کہ وقت کے ساتھ کارکردگی میں اضافہ ہوگا۔
نتیجہ
وینڈیم ریڈوکس فلو بیٹری توانائی ذخیرہ کرنے کا ایک جدید اور امید افزا حل ہے جس میں بڑے پیمانے پر توانائی ذخیرہ کرنے کے نظام میں انقلاب لانے کی صلاحیت ہے۔ اس کی اسکیل ایبلٹی، لمبی سائیکل لائف، حفاظت، اور ماحول دوست ڈیزائن اسے گرڈ اسٹوریج، قابل تجدید توانائی کے انضمام، اور دیگر بڑے پیمانے پر توانائی ذخیرہ کرنے والی ایپلی کیشنز کے لیے ایک پرکشش آپشن بناتا ہے۔ جیسے جیسے ٹیکنالوجی پختہ ہو رہی ہے اور لاگت میں کمی کا احساس ہو رہا ہے، VFBs مستقبل میں کلیدی کردار ادا کر سکتے ہیں۔پائیدار توانائی ذخیرہزیادہ لچکدار اور قابل اعتماد انرجی گرڈ بنانے میں مدد کرتا ہے۔
پوسٹ ٹائم: جنوری 07-2025