UNbatterie à fluxest un type de système de batterie rechargeable qui se compose de plusieurs composants essentiels : une pile, des électrolytes, des réservoirs de stockage d'électrolyte, des pompes de circulation, des canalisations, des équipements auxiliaires et des dispositifs de surveillance et de protection.piles à fluximpliquent de fortes propriétés oxydantes et réductrices, tous les composants doivent être constitués de matériaux résistants à la corrosion, généralement des plastiques ou des revêtements anticorrosion.
Réservoirs de stockage d'électrolytesont utilisés pour contenir les électrolytes et sont généralement fabriqués à partir de matériaux tels quePP,PVC, ouSURLa sécurité et la fiabilité de ces réservoirs sont essentielles car toute fuite pourrait entraîner une perte d’électrolyte et une grave pollution de l’environnement.
Lepompe de circulationentraîne le flux d'électrolytes, assurant une circulation continue à travers la pile pour la charge et la décharge. Si la pompe tombe en panne, l'ensemblesystème de batterie à fluxarrête le fonctionnement. Cela rend la fiabilité de la pompe cruciale. Les pompes courantes incluentPompes en plastique PPetPompes en PTFE, les types populaires étantpompes centrifugesetpompes magnétiques.
L'équipement auxiliaire comprendfiltres,débitmètres,capteurs de pression, etéchangeurs de chaleur. Parmi ceux-ci, les échangeurs de chaleur jouent un rôle essentiel. Contrairement à d'autressystèmes de stockage d'énergieLes batteries à flux dissipent la chaleur grâce à des électrolytes qui l'évacuent de la pile. Grâce à l'utilisation de fluides de refroidissement, le système peut facilement réguler sa température, ce qui simplifie le contrôle de la température et constitue l'une des raisons pour lesquelles les batteries à flux sont adaptées àapplications de stockage d'énergie à grande échelleLes échangeurs de chaleur sont généralementrefroidi par eauourefroidi par air, en utilisant des matériaux tels quePP,SUR, ouPTFE.
Le rôle de la conduction ioniqueMembranes dans les VRFB
Membranes échangeuses d'ionssont des composants essentielsBatteries à flux redox au vanadium (VRFB)Ces membranes doivent permettre le passage des protons tout en minimisant le croisement des ions vanadium dans différents états d'oxydation, réduisant ainsi l'autodécharge et améliorant la durée de vie de la batterie.efficacité coulombienne.
Une membrane idéale devrait avoirfaible résistanceet une excellente conductivité pour réduire les pertes ohmiques et doit également présenterstabilité chimiquepour améliorer la durée de vie de la batterie. Les performances de la membrane affectent directementefficacité,capacité, et dans l'ensembledurabilité de la batterie.
Les principales caractéristiques d’une membrane conductrice d’ions efficace comprennent :
Conductivité protonique élevée.
Faible perméabilitéaux ions vanadium et aux molécules d'eau.
Durabilité chimique supérieure.
Adéquatrésistance mécaniquepour un fonctionnement à long terme.
Progrès enMatériaux membranaires
Dans le paysage actuel de la recherche et des applications,membranes d'acide perfluorosulfoniquetel queNafion, développé parDuPont, sont largement utilisés en raison de leurs excellentes performances. Cependant, leur coût élevé limite leur adoption à plus grande échelle. Une alternative rentable est laMembrane ProtoneX, fabriqué parLa ChineEspoir de Ging. ProtoneX offre des performances comparables à celles du Nafion et a acquis une reconnaissance dans leStockage d'énergieindustrie.
Les chercheurs continuent d'explorer de nouveaux matériaux membranaires qui réduisent les coûts tout en maintenant les performances. Cependant, de nombreuses alternatives sont encore confrontées à des défis en termes destabilité chimique,sélectivité des ions vanadium, etrésistance mécanique. Combler le fossé entre la recherche en laboratoire et l’application dans le monde réel reste un objectif clé pour faire progressertechnologie de batterie à flux.
En combinant ces innovations avec les avantages inhérents àpiles à flux, comme l'évolutivité et l'efficacitégestion thermique, cette technologie est sur le point de jouer un rôle important dans l’avenir destockage d'énergie renouvelable.
