Pin dòng oxy hóa khử cho PV năng lượng mặt trời

Nguồn: epfl.ch

Pin dòng oxy hóa khử (RFB) là loại pin có thể sạc lại, thường dựa trên hai chất điện phân lỏng. Các chất điện phân này chứa các chất oxi hóa khử ở dạng muối hòa tan, chúng mang điện. RFB bao gồm một tế bào điện hóa trung tâm (hoặc ngăn xếp) và hai bể chứa, mỗi bể chứa một trong các chất điện phân. Trong quá trình hoạt động của pin, các chất điện phân được dẫn từ các bình lưu trữ đến tế bào điện hóa, tại đây xảy ra sự trao đổi của các điện tử và sau đó quay trở lại bình lưu trữ. Như vậy, pin được sạc hoặc xả dần trong khi các chất điện phân đang được chuyển đổi.

Các muối khác nhau có thể được sử dụng như các loại hoạt động oxy hóa khử trong chất điện phân, bản chất của các muối này có thể khác nhau rất nhiều, từ gốc kim loại đến gốc hữu cơ. Hơn nữa, về mặt lý thuyết, có thể tập hợp bất kỳ cặp oxi hóa khử dương nào với bất kỳ cặp oxi hóa khử nào trong số các cặp âm và điều này dẫn đến nhiều loại hóa chất RFB. Một trong những loại được phát triển đầu tiên là Fe / Cr RFB, được nghiên cứu tại NASA vào những năm 1970. Tuy nhiên, RFB phổ biến nhất và tiên tiến nhất hiện nay là cái gọi là RFB “all-vanadium” (hoặc VRFB). Trong pin này, cùng một kim loại, vanadi, được sử dụng trong mỗi chất điện phân. Nguyên lý hoạt động của nó đã được giải thích kỹ trong đoạn phim Youtube dưới đây.

Một trong những ưu điểm chính của những loại pin cụ thể này, so với những loại pin khác, là chúng có dung lượng năng lượng không phụ thuộc vào công suất đầu ra của chúng. Sự khác biệt đáng kể này là hệ quả trực tiếp của bản chất lỏng của chúng. Thật vậy, trong khi kích thước và số lượng tế bào quyết định sản lượng điện, thì kích thước của các thùng chất điện phân – thể tích chất điện phân– xác định dung lượng năng lượng của pin. Việc tách này cho phép nhiều ứng dụng hơn. Hơn nữa, về bản chất, chúng an toàn hơn các loại pin khác và có tuổi thọ cao mà không cần bảo dưỡng nhiều. Nhược điểm chính của chúng là mật độ năng lượng tương đối thấp, có nghĩa là chúng chiếm một thể tích khá lớn.

RFB hiện đã có sẵn trên thị trường, ví dụ như bởi các nhà cung cấp sau:

1. Gildemeister - Cellstrom(all-vanadium)

2. Redflow(kẽm-bromua)

3. ViZn(kẽm-sắt)

4. Giáo sĩ(all-vanadium)

5. UniEnergy Technologies(all-vanadium)

6. Rongke Power(all-vanadium)

Do tính linh hoạt của chúng, RFB có thể được sử dụng cho nhiều ứng dụng. Đặc biệt, chúng có thể được thực hiện bổ sung cho một trang trại quang điện hoặc một tuabin gió. Thật vậy, chúng rất phù hợp để đệm các dao động năng lượng tái tạo vì việc sạc hoặc xả không liên tục không ảnh hưởng đáng kể đến tuổi thọ của pin và thời gian phản hồi của RFB ngắn (thường ít hơn 1 giây). RFB cũng có thể được tích hợp trong mạng lưới microgrid, nơi chúng đóng vai trò giống nhau là lưu trữ lượng sản xuất dư thừa và cung cấp năng lượng khi mức tiêu thụ cao hơn mức sản xuất. RFB cũng đã được cài đặt làm hệ thống dự phòng (hoặc UPS), hoặc ở các khu vực hẻo lánh cho các trạm viễn thông, chẳng hạn.

Dòng oxy hóa khử pin theo số lượng: