출처 : epfl.ch
산화 환원 흐름 배터리 (RFB)는 일반적으로 두 가지 액체 전해질을 기반으로하는 충전식 배터리입니다. 이 전해질은 전하를 운반하는 용해 된 염 형태의 산화 환원 종을 포함합니다. RFB는 중앙 전기 화학 셀 (또는 스택)과 각각 전해질 중 하나를 포함하는 두 개의 저장 탱크로 구성됩니다. 배터리가 작동하는 동안 전해액은 저장 탱크에서 전기 화학 셀로 보내져 전자 교환이 발생하고 저장 탱크로 돌아갑니다. 따라서 전해액이 변환되는 동안 배터리는 점진적으로 충전 또는 방전됩니다.
전해질에서 산화 환원 활성 종으로 다양한 염을 사용할 수 있으며, 이는 금속 기반에서 유기 기반까지 매우 다양 할 수 있습니다. 더욱이, 양성 산화 환원 커플을 임의의 음성에 결합하는 것이 이론적으로 가능하며 이는 다양한 RFB 화학을 초래합니다. 최초 개발 된 제품 중 하나는 1970 년대 NASA에서 연구 된 Fe / Cr RFB였습니다. 그러나 현재 가장 일반적이고 가장 진보 된 RFB는 소위 "all-vanadium"RFB (또는 VRFB)입니다. 이 배터리에서는 동일한 금속 인 바나듐이 각 전해질에 사용됩니다. 작동 원리는 아래의 Youtube 동영상에 잘 설명되어 있습니다.
다른 배터리에 비해 이러한 특정 배터리의 주요 장점 중 하나는 출력 전력과 무관 한 에너지 용량이 있다는 것입니다. 이 중요한 차이는 액체 특성의 직접적인 결과입니다. 실제로 전지의 크기와 개수가 전력 출력을 결정하는 반면, 전해질 탱크의 크기 (예 : 전해질의 양)는 배터리의 에너지 용량을 결정합니다. 이 디커플링은 더 넓은 범위의 애플리케이션을 허용합니다. 또한 다른 배터리보다 본질적으로 안전하며 많은 유지 보수 없이도 긴 수명을 제공합니다. 그들의 주된 단점은 상대적으로 낮은 에너지 밀도로, 다소 큰 부피를 차지한다는 것을 의미합니다.
RFB는 현재 다음과 같은 공급 업체에서 상업적으로 사용할 수 있습니다.
Gildemeister – Cellstrom(모든 바나듐)
Redflow(아연-브로마이드)
ViZn(아연 철)
Imergy(모든 바나듐)
UniEnergy 기술(모든 바나듐)
룽케 파워(모든 바나듐)
다용도로 인해 RFB는 다양한 애플리케이션에 사용할 수 있습니다. 특히 태양 광 발전소 또는 풍력 터빈과 보완 적으로 구현할 수 있습니다. 실제로 간헐적 인 충전 또는 방전이 배터리 수명에 큰 영향을 미치지 않고 RFB의 응답 시간이 짧기 때문에 (일반적으로 1 초 미만) 재생 가능 에너지 변동을 완충하는 데 매우 적합합니다. RFB는 또한 마이크로 그리드 네트워크에 통합 될 수 있으며, 여기서 초과 생산량을 저장하고 소비량이 생산량보다 높을 때 전력을 공급하는 동일한 역할을합니다. RFB는 백업 (또는 UPS) 시스템으로 설치되거나 예를 들어 원격 통신 스테이션에 설치되었습니다.
산화 환원 흐름 배터리 :
특성 | 값 |
전력 범위 [kW] | 10 – 10,000 |
용량 범위 [kWh] | 10 – 50,000 |
평생 [년 / 사이클 수] | 10 – 15 / 10,000 – 15,000 |
체적 에너지 밀도 [Wh / L] | 35 |
셀 전압 [V] | 1 – 2.5 |
충전 / 방전 시간 [h] | 1 – 10 |
에너지 효율 [%] | 70 – 80 |
