UMbateria de fluxoé um tipo de sistema de bateria recarregável que consiste em vários componentes essenciais: uma pilha, eletrólitos, tanques de armazenamento de eletrólitos, bombas de circulação, tubulações, equipamentos auxiliares e dispositivos de monitoramento e proteção. Desdebaterias de fluxoenvolvem fortes propriedades oxidativas e redutoras, todos os componentes devem ser feitos de materiais resistentes à corrosão, normalmente plásticos ou revestimentos anticorrosivos.
Tanques de armazenamento de eletrólitossão usados para reter os eletrólitos e geralmente são feitos de materiais comoPP,PVC, ouSOBRE. A segurança e a confiabilidade desses tanques são essenciais porque qualquer vazamento pode levar à perda de eletrólitos e à poluição ambiental severa.
Obomba de circulaçãoimpulsiona o fluxo de eletrólitos, garantindo a circulação contínua através da pilha para carga e descarga. Se a bomba falhar, todo osistema de bateria de fluxointerrompe a operação. Isso torna a confiabilidade da bomba crucial. Bombas comuns incluemBombas de plástico PPeBombas de PTFE, com tipos populares sendobombas centrífugasebombas magnéticas.
O equipamento auxiliar incluifiltros,medidores de vazão,sensores de pressão, etrocadores de calor. Entre estes, os trocadores de calor desempenham um papel vital. Ao contrário de outrossistemas de armazenamento de energia, baterias de fluxo dissipam calor através de eletrólitos, que o levam para longe da pilha. Usando meios de resfriamento, o sistema pode facilmente regular sua temperatura, tornando o controle de temperatura simples e uma das razões pelas quais as baterias de fluxo são adequadas paraaplicações de armazenamento de energia em larga escala. Os trocadores de calor são normalmenterefrigerado a águaourefrigerado a ar, usando materiais comoPP,SOBRE, ouPTFE.
O papel da condução iônicaMembranas em VRFBs
Membranas de troca iônicasão componentes críticos embaterias de fluxo redox de vanádio (VRFBs). Essas membranas devem permitir a passagem de prótons, minimizando o cruzamento de íons de vanádio em diferentes estados de oxidação, reduzindo a autodescarga e melhorando a vida útil da bateria.eficiência coulômbica.
Uma membrana ideal deve terbaixa resistênciae excelente condutividade para reduzir perdas ôhmicas e também deve exibirestabilidade químicapara aumentar o ciclo de vida da bateria. O desempenho da membrana afeta diretamenteeficiência,capacidade, e no geraldurabilidade da bateria.
As principais características de uma membrana condutora de íons eficiente incluem:
Alta condutividade de prótons.
Baixa permeabilidadeaos íons de vanádio e às moléculas de água.
Durabilidade química superior.
Adequadoresistência mecânicapara operação de longo prazo.
Avanços emMateriais de membrana
No atual cenário de pesquisa e aplicação,membranas de ácido perfluorossulfônicocomoNação, desenvolvido porDuPont, são amplamente utilizados devido ao seu excelente desempenho. No entanto, seu alto custo limita uma adoção mais ampla. Uma alternativa econômica é oMembrana ProtoneX, fabricado porda ChinaGing Esperança. O ProtoneX oferece desempenho comparável ao Nafion e ganhou reconhecimento noarmazenamento de energiaindústria.
Os pesquisadores continuam a explorar novos materiais de membrana que reduzem os custos, mantendo o desempenho. No entanto, muitas alternativas ainda enfrentam desafios em termos deestabilidade química,seletividade do íon vanádio, eresistência mecânica. A redução da lacuna entre a pesquisa laboratorial e a aplicação no mundo real continua sendo um foco fundamental para o avançotecnologia de bateria de fluxo.
Ao combinar estas inovações com as vantagens inerentes debaterias de fluxo, como escalabilidade e eficiênciagerenciamento térmico, esta tecnologia está preparada para desempenhar um papel significativo no futuro daarmazenamento de energia renovável.
