フローバッテリー | レドックスフロー電池 | 特徴と利点

フローバッテリーについて

フローバッテリー、またはレドックスフローバッテリーは、従来のバッテリーと同様に機能する電気化学セルの一種であり、電解液がセル内には格納されず、セルの外部に置かれる点が異なります。フローバッテリーでは、化学エネルギーが膜の異なる側でシステムを通してポンプされる2つの化学成分が溶解した液体によって提供されます。これにより、バッテリーのスケーラビリティや運用寿命の面で複数の利点があります。また、バッテリーの価格構造にも利点があり、これらのバッテリーに必要な投資資本の大部分が、初期および継続的なハードウェア運用コストではなく、必要な電解液レベルを維持するための継続的なサポートとメンテナンスコストの形で生じるためです。
セル電圧はネルンスト方程式によって化学的に決定され、実際のアプリケーションでは1.0から2.43ボルトの範囲です。エネルギー容量は電解液の体積の関数であり、電力は電極の表面積の関数です。フローバッテリーは、使用済み燃料を抽出し新しい燃料をシステムに追加する燃料電池のように、または電気エネルギー源が燃料の再生を駆動する充電可能なバッテリーのように使用することができます。

バナジウムフローバッテリー

研究で取り上げられた最も有望なフローバッテリーの一種はバナジウムです。バナジウムレドックスバッテリーは、充放電プロセス中に電解質間で電子を交換(受け取り/寄付)することでエネルギーを蓄積します。これらは非常に大きなセル電圧を持ち、他のレドックスフローバッテリーよりも大きな電力とエネルギーを獲得するのに有利です。バナジウムフローバッテリーは、ほとんどの他のフローバッテリーがそうであるように2つではなく、1つの電解液を使用するため、ややシンプルさを提供します。システムコンポーネントを損傷することなく完全に放電することができ、公表されているサイクル寿命は10,000サイクル以上です。しかし、その全体的なサイクル効率は、メーカーによって異なり、65%から72%の範囲です(モデルでは70%が使用されます)。バナジウムフローバッテリーはエネルギー体積比が低いものの、グリッドレベルのエネルギー貯蔵アプリケーションではこれが問題になることは少ないです。

他のバッテリータイプ

以下は、一つまたは複数の電気化学セルで構成される注目すべき電気バッテリータイプのリストをまとめたものです。表には4つのリストが提供されています。最初のリストはサイズと形式によるバッテリー分類です。次に、一次(非充電式)および二次(充電式)セルリストはバッテリー化学のリストです。3つ目のリストはバッテリーアプリケーションのリストです。最後のリストは異なるバッテリー電圧のリストです。
サイズ:AAバッテリー、AAAバッテリー、AAAAバッテリー、Cバッテリー、Dバッテリー、CR1220バッテリーなど。
化学:アルカリバッテリー、リチウムメタルバッテリー、亜鉛炭素バッテリーなど。
アプリケーション:UPSバッテリー、電気自動車バッテリー、12V車バッテリー – SLIバッテリーなど。
電圧:1.2Vバッテリー、3Vバッテリー、6Vバッテリー、9Vバッテリー、12Vバッテリー、24Vバッテリーなど。

Flow Battery

 

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