Kilde: epfl.ch
Redoksstrømbatterier (RFB-er) er oppladbare batterier, som vanligvis er basert på to flytende elektrolytter. Disse elektrolyttene inneholder redoksarter i form av oppløste salter, som bærer den elektriske ladningen. En RFB består av en sentral elektrokjemisk celle (eller stabel) og av to lagringstanker, som hver inneholder en av elektrolyttene. Under driften av batteriet styres elektrolyttene fra lagringstankene til den elektrokjemiske cellen, hvor utveksling av elektroner oppstår og deretter går tilbake til lagringstanken. Som sådan blir batteriet gradvis ladet eller utladet mens elektrolyttene konverteres.
Ulike salter kan brukes som redoksaktive arter i elektrolyttene, som naturen kan variere sterkt fra metallbasert til organisk basert. Videre er det teoretisk mulig å montere noe av det positive redoksparet til noe av det negative, og dette resulterer i et stort utvalg av RFB-kjemier. En av de aller første utviklede var Fe/Cr RFB, studert ved NASA på 1970-tallet. Imidlertid er den vanligste og mest avanserte RFB for tiden den såkalte "all-vanadium" RFB (eller VRFB). I dette batteriet brukes samme metall, vanadium, i hver elektrolytt. Arbeidsprinsippet er godt forklart i Youtube-filmen nedenfor.
En av de viktigste fordelene med disse batteriene, sammenlignet med andre, er at de har en energikapasitet som er uavhengig av utgangseffekten. Denne betydelige forskjellen er en direkte konsekvens av deres flytende natur. Faktisk, mens størrelsen og antall celler dikterer utgangseffekten, bestemmer størrelsen på elektrolytttanker - det vil si volumet av elektrolyttene - energikapasiteten til batteriet. Denne frakoblingen gir mulighet for et bredere spekter av applikasjoner. Videre er de iboende tryggere enn andre batterier og har lang levetid, uten å kreve mye vedlikehold. Deres største ulempe er deres relativt lave energitetthet, noe som betyr at de opptar et ganske stort volum.
RFBer er nå kommersielt tilgjengelige, for eksempel av følgende leverandører:
Gildemeister – Cellstrom(all-vanadium)
Rød flyt(sink-bromid)
ViZn(sink-jern)
Imergy(all-vanadium)
UniEnergy-teknologier(all-vanadium)
Rongke-kraft(all-vanadium)
På grunn av deres allsidighet kan RFBer brukes til et bredt spekter av applikasjoner. Spesielt kan de implementeres i komplementaritet til en fotovoltaisk gård eller en vindturbin. Faktisk er de godt egnet for buffering av svingninger i fornybar energi, da en periodisk lading eller utladning ikke påvirker batteriets levetid betydelig, og responstiden til RFBer er kort (vanligvis mindre enn 1s). RFB-er kan også integreres i mikronett, der de spiller samme rolle som å lagre overflødig produksjon og levere strøm når forbruket er høyere enn produksjonen. RFB-er er også installert som backup-systemer (eller UPS-systemer), eller i avsidesliggende områder for telekommunikasjonsstasjoner, for eksempel.
Redoksstrømbatterier i tall:
karakteristisk | verdi |
Rekkevidde av kraft [kW] | 10 – 10,000 |
Kapasitetsområde [kWh] | 10 – 50,000 |
Levetid [år / antall sykluser] | 10 – 15 / 10,000 – 15,000 |
Volumetrisk energitetthet [Wh/L] | 35 |
Cellespenning [V] | 1 – 2.5 |
Tidspunkt for lading/utladning [h] | 1 – 10 |
Energieffektivitet [%] | 70 – 80 |
