钒氧化还原液流电池在未来能源系统中的潜力
随着用量的增加,可再生能源在电网中,对补偿要求的需求增加,用以避免覆盖不足。目前可用的可能技术包括电化学储能系统,如电池、氧化还原液流电池 (RFBs)以 及 燃 料电 池和 电解槽的组合。RFBs 与其他两种技术的不同之处在于,能量存储在液体介质中,并提供了在同一个电池中充电和放电的可能性。这使得能量转换和存储可以单独和灵活地进行缩放,适应各自的应用,这反过来又创造了相对于其他技术的潜在经济优势。与所有其他电化学储能设备一样,RFBs 可以在各种尺寸类别中实现。典型的尺寸范围从几百瓦和瓦时的功率和能量分别到具有几兆瓦和兆瓦时的系统,作为用于电网任务的大型存储设备。
原则上,RFBs 可用于所有固定储能任务,尽管几个小时的存储时间会导致最低的归一化储能成本。到目前为止,已经研究了几乎无法管理的数量不同类型的 RFB[4,5]。然而,最著名的代表是钒氧化还原液流电池(VRFB)。vr fb 具有潜在的极高循环寿命,并且由简单而廉价的材料构成。这导致在具有可再生能源的电网中作为安全和可持续的固定储能设备使用时,存储成本可能较低。
与其他存储技术相比,vrfb具有许多优势
•安全性高(不易燃、无热失控)
•使用寿命长,循环寿命长
•电力和能源的独立可扩展性
•模块化设计
•不使用政治不稳定地区的材料
•易于回收利用
今天经典的 VRFB 是在 20 世纪 80 年代由
澳大利亚新南威尔士大学 Maria SkyllasKazacos 教授和她的团队开发的,并不断改
进,直到今天。往往几代都可以区分,由此能量密度在特定的,但也有许多其他特征,彼此不同:
•Gen1: V/V- rfb(每升 30 瓦时)
•Gen2: V/Br-R F B (50-70 Wh/L )
•Gen3: V/V- rfb 与混合酸(~47 Wh/L)
•Gen4: V/O2- RFB 或钒/氧燃料电池 VOFC (~150wh /L)
由于结构和操作相对简单,成本低,安全性高,VRFB (Gen1)仍然是研究和安装最多的氧化还原液流电池类型。
[本文章节选自:Jens Noack, Nataliya Roznyatovskaya, Chris Menictas and Maria Skyllas-Kazacos from CENELEST, a joint research venture between the Fraunhofer Institute for Chemical Technology and the University of New South Wales, examine the potential of vanadium redox flow batteries in the future energy system,如有侵权请联系我们删除]