Lähde: epfl.ch
Redox-virtausakut (RFB) ovat ladattavia paristoja, jotka perustuvat yleensä kahteen nestemäiseen elektrolyyttiin. Nämä elektrolyytit sisältävät redoksilajeja liuenneiden suolojen muodossa, jotka kantavat sähkövarausta. RFB koostuu keskeisestä sähkökemiallisesta kennosta (tai pinosta) ja kahdesta varastosäiliöstä, joista kukin sisältää yhden elektrolyytteistä. Akun käytön aikana elektrolyytit ohjataan varastosäiliöistä sähkökemialliseen kennoon, jossa tapahtuu elektronien vaihtoa ja palaavat sitten varastosäiliöön. Sellaisena akku latautuu tai purkautuu asteittain elektrolyyttien muunnoksen aikana.
Eri suoloja voidaan käyttää redoksiaktiivisina lajeina elektrolyytteissä, joiden luonne voi vaihdella suuresti metallipohjaisista orgaanisiin. Lisäksi teoreettisesti on mahdollista koota mikä tahansa positiivinen redox-pari mihin tahansa negatiiviseen ja tämä johtaa suureen määrään RFB-kemiaa. Yksi ensimmäisistä kehittyneistä oli Fe / Cr RFB, jota tutkittiin NASA: ssa 1970-luvulla. Kuitenkin yleisin ja edistynein RFB on tällä hetkellä niin kutsuttu "all-vanadium" RFB (tai VRFB). Tässä paristossa käytetään samaa metallia, vanadiumia, jokaisessa elektrolyytissä. Sen toimintaperiaate on hyvin selitetty alla olevassa Youtube-elokuvassa.
Yksi näiden tiettyjen paristojen tärkeimmistä eduista muihin verrattuna on, että niiden energiakapasiteetti on riippumaton niiden lähtötehosta. Tämä merkittävä ero on suora seuraus niiden likvideydestä. Itse asiassa, vaikka kennojen koko ja lukumäärä sanelevat tehon, elektrolyyttisäiliöiden koko - elektrolyyttien määrä - määrää akun energiakapasiteetin. Tämä irrotus mahdollistaa laajemman valikoiman sovelluksia. Lisäksi ne ovat luonnostaan turvallisempia kuin muut paristot ja niiden käyttöikä on pitkä ilman suurta huoltoa. Niiden suurin haittapuoli on niiden suhteellisen pieni energiatiheys, mikä tarkoittaa, että ne vievät melko suuren tilavuuden.
RFB: itä on nyt kaupallisesti saatavilla, esimerkiksi seuraavat toimittajat:
Gildemeister - Cellstrom(all-vanadium)
Punainen virtaus(sinkkibromidi)
ViZn(sinkki-rauta)
Imergy(all-vanadium)
UniEnergy Technologies(all-vanadium)
Rongke Power(all-vanadium)
RFB: itä voidaan monipuolisuutensa vuoksi käyttää monenlaisiin sovelluksiin. Erityisesti ne voidaan toteuttaa täydentääkseen aurinkosähkölaitosta tai tuuliturbiinia. Ne todellakin soveltuvat hyvin uusiutuvan energian vaihteluiden puskurointiin, koska ajoittainen lataus tai purkaus ei vaikuta merkittävästi akun käyttöikään ja RFB: n vasteaika on lyhyt (tyypillisesti alle 1 s). RFB: t voidaan myös integroida mikroverkkoverkkoon, jossa niillä on sama tehtävä ylituotannon varastoinnissa ja sähkön syöttämisessä, kun kulutus on suurempi kuin tuotanto. RFB: itä on asennettu myös varajärjestelminä (tai UPS) tai esimerkiksi etäasemille tietoliikenneasemille.
Redox-virtausakut numeroina:
Tyypillinen | Arvo |
Tehoalue [kW] | 10 – 10,000 |
Kapasiteettialue [kWh] | 10 – 50,000 |
Elinikä [vuotta / jaksojen lukumäärä] | 10 – 15 / 10,000 – 15,000 |
Tilavuusenergian tiheys [Wh / L] | 35 |
Kennon jännite [V] | 1 – 2.5 |
Lataus- / purkausaika [h] | 1 – 10 |
Energiatehokkuus [%] | 70 – 80 |
