ที่มา:epfl.ch
แบตเตอรี่รีดอกซ์โฟลว์ (RFBs) เป็นแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ ซึ่งโดยทั่วไปจะใช้อิเล็กโทรไลต์เหลวสองชนิด อิเล็กโทรไลต์เหล่านี้มีสปีชีส์รีดอกซ์ในรูปของเกลือที่ละลายน้ำซึ่งมีประจุไฟฟ้าอยู่ RFB ประกอบด้วยเซลล์ไฟฟ้าเคมีกลาง (หรือกอง) และถังเก็บสองถัง แต่ละถังมีอิเล็กโทรไลต์หนึ่งตัว ระหว่างการทำงานของแบตเตอรี่ อิเล็กโทรไลต์จะถูกส่งตรงจากถังเก็บไปยังเซลล์ไฟฟ้าเคมี ซึ่งจะมีการแลกเปลี่ยนอิเล็กตรอนเกิดขึ้นแล้วกลับไปที่ถังเก็บ ดังนั้น แบตเตอรี่จะถูกชาร์จหรือคายประจุอย่างต่อเนื่องในขณะที่อิเล็กโทรไลต์จะถูกแปลง
เกลือที่แตกต่างกันสามารถใช้เป็นสปีชีส์รีดอกซ์แอคทีฟในอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งธรรมชาติอาจแตกต่างกันอย่างมากตั้งแต่แบบโลหะไปจนถึงแบบอินทรีย์ ยิ่งไปกว่านั้น ตามทฤษฎีแล้ว มีความเป็นไปได้ที่จะประกอบคู่รีดอกซ์ที่เป็นบวกใดๆ กับคู่ลบใดๆ และทำให้เกิดเคมี RFB ที่หลากหลาย หนึ่งในสิ่งที่พัฒนาขึ้นครั้งแรกคือ Fe/Cr RFB ซึ่งศึกษาที่ NASA ในปี 1970 อย่างไรก็ตาม RFB ที่แพร่หลายและทันสมัยที่สุดในปัจจุบันคือ RFB (หรือ VRFB) ที่เรียกว่า "all-vanadium" ในแบตเตอรี่นี้ อิเล็กโทรไลต์แต่ละอิเล็กโทรไลต์จะใช้โลหะชนิดเดียวกันคือวาเนเดียม หลักการทำงานของมันถูกอธิบายไว้อย่างดีในภาพยนตร์ Youtube ด้านล่าง
ข้อดีหลักประการหนึ่งของแบตเตอรี่เหล่านี้ เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่อื่นๆ คือ มีความจุพลังงานที่ไม่ขึ้นกับกำลังขับ ความแตกต่างที่สำคัญนี้เป็นผลโดยตรงจากลักษณะของเหลว แท้จริงแล้ว ในขณะที่ขนาดและจำนวนเซลล์เป็นตัวกำหนดกำลังไฟฟ้า ขนาดของถังอิเล็กโทรไลต์ – เช่น ปริมาตรของอิเล็กโทรไลต์ – เป็นตัวกำหนดความจุพลังงานของแบตเตอรี่ การแยกส่วนนี้ช่วยให้ใช้งานได้หลากหลายขึ้น ยิ่งไปกว่านั้น ยังปลอดภัยกว่าแบตเตอรี่อื่นๆ และมีอายุการใช้งานยาวนานโดยไม่ต้องบำรุงรักษามาก ข้อเสียเปรียบหลักของพวกเขาคือความหนาแน่นของพลังงานที่ค่อนข้างต่ำซึ่งหมายความว่าพวกมันมีปริมาณค่อนข้างมาก
ขณะนี้ RFB มีจำหน่ายในเชิงพาณิชย์แล้ว เช่น โดยซัพพลายเออร์ต่อไปนี้:
กิลเดไมสเตอร์ – Cellstrom(วานาเดียมทั้งหมด)
เรดโฟลว์(สังกะสี-โบรไมด์)
ViZn(สังกะสี-เหล็ก)
Imergy(วานาเดียมทั้งหมด)
UniEnergy Technologies(วานาเดียมทั้งหมด)
รงเก้ พาวเวอร์(วานาเดียมทั้งหมด)
เนื่องจากมีความเก่งกาจ RFB จึงสามารถใช้งานได้หลากหลาย โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สามารถนำไปใช้ร่วมกับฟาร์มไฟฟ้าโซลาร์เซลล์หรือกังหันลมได้ อันที่จริง เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการบัฟเฟอร์ความผันผวนของพลังงานหมุนเวียน เนื่องจากการชาร์จหรือการคายประจุเป็นช่วงๆ ไม่ส่งผลกระทบต่ออายุการใช้งานของแบตเตอรี่อย่างมีนัยสำคัญ และเวลาตอบสนองของ RFB นั้นสั้น (โดยทั่วไปจะน้อยกว่า 1 วินาที) RFB ยังสามารถรวมเข้ากับเครือข่ายไมโครกริด ซึ่งทำหน้าที่เดียวกันในการจัดเก็บการผลิตส่วนเกินและการจ่ายพลังงานเมื่อปริมาณการใช้สูงกว่าการผลิต RFB ยังได้รับการติดตั้งเป็นระบบสำรอง (หรือ UPS) หรือในพื้นที่ห่างไกลสำหรับสถานีโทรคมนาคมเป็นต้น
แบตเตอรี่รีดอกซ์โฟลว์เป็นตัวเลข:
ลักษณะ | ความคุ้มค่า |
ช่วงกำลัง [kW] | 10 – 10,000 |
ช่วงความจุ [kWh] | 10 – 50,000 |
อายุการใช้งาน [ปี / # รอบ] | 10 – 15 / 10,000 – 15,000 |
ความหนาแน่นของพลังงานเชิงปริมาตร [Wh/L] | 35 |
แรงดันเซลล์ [V] | 1 – 2.5 |
เวลาชาร์จ/จำหน่าย [h] | 1 – 10 |
ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน [%] | 70 – 80 |
