UNbatteria a flussoè un tipo di sistema di batterie ricaricabili che consiste di diversi componenti essenziali: una pila, elettroliti, serbatoi di stoccaggio degli elettroliti, pompe di circolazione, condotte, apparecchiature ausiliarie e dispositivi di monitoraggio e protezione. Poichébatterie a flussopresentano forti proprietà ossidative e riducenti, tutti i componenti devono essere realizzati con materiali resistenti alla corrosione, in genere plastica o rivestimenti anticorrosione.
Serbatoi di stoccaggio dell'elettrolitasono utilizzati per contenere gli elettroliti e sono solitamente realizzati con materiali comePP,PVC, OSULa sicurezza e l'affidabilità di questi serbatoi sono fondamentali perché qualsiasi perdita potrebbe portare alla perdita di elettroliti e a un grave inquinamento ambientale.
ILpompa di circolazioneaziona il flusso di elettroliti, assicurando una circolazione continua attraverso la pila per la carica e lo scarico. Se la pompa si guasta, l'interosistema di batteria a flussointerrompe il funzionamento. Ciò rende cruciale l'affidabilità della pompa. Le pompe comuni includonoPompe in plastica PPEPompe PTFE, con tipi popolari che sonopompe centrifugheEpompe magnetiche.
L'attrezzatura ausiliaria comprendefiltri,misuratori di portata,sensori di pressione, Escambiatori di calore. Tra questi, gli scambiatori di calore svolgono un ruolo fondamentale. A differenza di altrisistemi di accumulo di energia, le batterie a flusso dissipano il calore tramite elettroliti, che lo trasportano lontano dalla pila. Utilizzando mezzi di raffreddamento, il sistema può facilmente regolare la sua temperatura, rendendo semplice il controllo della temperatura e uno dei motivi per cui le batterie a flusso sono adatte perapplicazioni di accumulo di energia su larga scalaGli scambiatori di calore sono tipicamenteraffreddato ad acquaOraffreddato ad aria, utilizzando materiali comePP,SU, OPTFE.
Il ruolo degli ioni conduttiviMembrane in VRFB
Membrane a scambio ionicosono componenti critici inbatterie redox al vanadio (VRFB)Queste membrane devono consentire il passaggio dei protoni riducendo al minimo l'incrocio degli ioni di vanadio in diversi stati di ossidazione, riducendo l'autoscarica e migliorando la durata della batteria.efficienza coulombiana.
Una membrana ideale dovrebbe averebassa resistenzae un'eccellente conduttività per ridurre le perdite ohmiche e dovrebbe anche presentarestabilità chimicaper migliorare il ciclo di vita della batteria. Le prestazioni della membrana influenzano direttamenteefficienza,capacitàe nel complessodurata della batteria.
Le caratteristiche principali di una membrana ionicamente conduttiva efficiente includono:
Elevata conduttività protonica.
Bassa permeabilitàagli ioni di vanadio e alle molecole d'acqua.
Durata chimica superiore.
Adeguatoresistenza meccanicaper un funzionamento a lungo termine.
Progressi inMateriali a membrana
Nell'attuale panorama della ricerca e delle applicazioni,membrane di acido perfluorosolfonicoad esempionazione, sviluppato daDuPont, sono ampiamente utilizzati per le loro eccellenti prestazioni. Tuttavia, il loro costo elevato ne limita l'adozione più ampia. Un'alternativa conveniente è laMembrana ProtoneX, prodotto daLa CinaSperanza di GingProtoneX offre prestazioni paragonabili a Nafion e ha ottenuto riconoscimenti nelaccumulo di energiaindustria.
I ricercatori continuano a esplorare nuovi materiali di membrana che riducono i costi mantenendo le prestazioni. Tuttavia, molte alternative affrontano ancora sfide in termini distabilità chimica,selettività degli ioni vanadio, Eresistenza meccanicaColmare il divario tra la ricerca in laboratorio e l'applicazione nel mondo reale rimane un obiettivo fondamentale per il progressotecnologia della batteria a flusso.
Combinando queste innovazioni con i vantaggi intrinseci dibatterie a flusso, come scalabilità ed efficienzagestione termica, questa tecnologia è destinata a svolgere un ruolo significativo nel futuro diaccumulo di energia rinnovabile.
