Ventajas y desventajas de las baterías de flujo totalmente de vanadio
1. Amplia gama de aplicaciones
Se pueden utilizar en el mercado de energía eólica, reducción de picos de la red nacional, suministro de energía para vehículos eléctricos de nueva energía, UPS. Suministro eléctrico y emergencia EpS Suministro eléctrico, distribución, baterías especiales y generación de energía fotovoltaica.
2. Concepto de diseño flexible, buen rendimiento de carga y descarga y alta capacidad.
Las funciones de las baterías de vanadio son muy flexibles, pudiendo diseñarse tanto la potencia como el volumen de forma independiente. La clave para determinar la potencia nominal está en la pila, que se puede aumentar cambiando el número de celdas individuales o el área de los electrodos. La clave del volumen es la cantidad de iones de vanadio, que se puede construir aumentando el volumen del electrolito y la concentración de iones de vanadio.
3. El sistema se puede cerrar y operar de forma totalmente automática, con bajo coste de fabricación, protección del medio ambiente y sin contaminación.
El rendimiento de las baterías con alta adaptabilidad natural al medio ambiente se ve menos afectado por la temperatura ambiente. Cuando la temperatura ambiente se restablece por completo, la capacidad de la batería también se puede restaurar por completo. El sistema puede funcionar en modo cerrado completamente automático y no produce gases orgánicos ni residuos de electrolitos.
4. No es tan fácil provocar una explosión como las baterías de iones de litio y tiene una alta seguridad.
La seguridad es muy estricta. Dado que su material activo existe en el electrolito, no provocará cambios de imagen y puede descargarse profundamente sin afectar la duración de la batería. Además, no se producirán gases como el H2 durante la reacción y no hay peligro de explosión o fallo por cortocircuito.
5. Alta eficiencia energética, alto costo y larga vida útil.
El rendimiento del ciclo de descarga profunda de larga duración es sólido. La recarga después de una descarga excesiva puede restaurar fácilmente la capacidad. La descarga ultraprofunda no causará daños irreversibles a la batería.
Desventajas: 1. La tecnología de almacenamiento de energía es demasiado cara para ser aplicada a gran escala.
El coste de la tecnología de almacenamiento de energía de baterías de flujo redox totalmente de vanadio sigue siendo relativamente alto. Esto plantea dificultades para la aplicación a gran escala.
2. El proceso técnico de producción es inestable y la tecnología de fugas aún no ha sido conquistada.
Las baterías de flujo de vanadio también están restringidas por materiales importantes como electrolitos y membranas de intercambio iónico. El grado de progreso que se producirá en última instancia depende de la tecnología y el mercado.
Las perspectivas de desarrollo de las baterías de flujo redox totalmente de vanadio Como recién llegado en el campo del almacenamiento de energía, ¿por qué han recibido tanta atención las baterías de flujo redox totalmente de vanadio? ¿Cuáles son las perspectivas de desarrollo futuro de las baterías de flujo redox totalmente de vanadio? Para ello, el periodista entrevistó a muchos expertos de la industria.
Las ventajas de seguridad y reciclabilidad son obvias.
La batería de flujo redox totalmente de vanadio realiza el proceso de carga y descarga de almacenamiento y liberación de energía química mediante la conversión mutua de iones de vanadio en diferentes estados de valencia. A diferencia de la batería de iones de litio con electrolitos no acuosos, que actualmente es la batería principal en las centrales eléctricas de almacenamiento de energía, debido a que los iones de electrolitos de la batería de flujo totalmente de vanadio existen en la solución acuosa, la posibilidad de sobrecalentamiento y explosión se reduce considerablemente. El rendimiento de seguridad de la batería de flujo la hace destacar en el campo de las baterías.
"Hablando francamente, las baterías de iones de litio todavía enfrentan desafíos de seguridad. Los accidentes por explosión causados por iones de litio no son solo un problema de pérdidas económicas, sino también de lesiones personales graves". Zhang Huamin, director del Departamento de Investigación de Tecnología de Almacenamiento de Energía del Laboratorio Nacional de Energía de la Academia de Ciencias de China, dijo: "Pero la batería totalmente de vanadio es una solución acuosa de ácido sulfúrico diluido y vanadio. Siempre que se administre adecuadamente, no No hay peligro de explosión."
Beijing Puneng Century Technology Co., Ltd. Se han construido proyectos de almacenamiento de energía con baterías de flujo redox totalmente de vanadio en muchos lugares del país. Kuang Zhenren, gerente de la compañía para Asia y el Pacífico, dijo a los periodistas: “En comparación con las baterías de iones de litio, las baterías de flujo redox totalmente de vanadio tienen características sobresalientes. La característica más importante es la seguridad. Las baterías de flujo redox totalmente de vanadio pueden alcanzar megavatios y cientos de megavatios. "Es más adecuado para baterías de iones de litio a escala de vehículos eléctricos, pero no es tan seguro cuando es más grande". Al mismo tiempo, Zhang Huamin señaló que otra ventaja de las baterías de flujo redox totalmente de vanadio es su. El electrolito se puede reutilizar después del reciclaje de residuos. En los últimos años, con la expansión de la industria de los vehículos eléctricos, una gran cantidad de baterías de iones de litio desechadas deben reciclarse a gran escala porque contienen metales pesados como el níquel y el cobalto. Esto se ha convertido en un problema urgente en la industria. eso hay que solucionarlo. La carga y descarga de la batería de flujo redox totalmente de vanadio se debe principalmente a cambios en el estado de valencia de los iones de vanadio. Zhang Huamin señaló: "El electrolito no producirá impurezas ni contaminantes ambientales durante el proceso de carga y descarga. El electrolito reciclado aún tiene valor de uso después del tratamiento, lo que equivale a un producto 'semipermanente' que puede mantener su valor".
Cabe mencionar que las baterías de flujo redox totalmente de vanadio tienen las ventajas de seguridad, reciclabilidad y un ciclo de vida relativamente más largo. La vida útil de las centrales de almacenamiento de energía actualmente en construcción puede alcanzar unos 15 años.
"El costo de construcción de las centrales eléctricas de almacenamiento de energía con baterías de flujo redox totalmente de vanadio es alto, pero la factura de electricidad en kilovatios-hora puede ser menor que la de las baterías de iones de litio". Fluctuaciones en los costes de las materias primas. Aunque las baterías de flujo total de vanadio tienen ventajas sobresalientes, como metal raro, el costo de la materia prima del vanadio es un factor importante que limita el desarrollo de baterías de flujo total de vanadio. Se sabe que el vanadio suele existir en forma de compuestos en la corteza terrestre. Sus áreas de distribución importantes son China, la Federación de Rusia y Sudáfrica. Los recursos de vanadio de China representan aproximadamente 1/3 del total mundial. "En términos de control de materiales, el vanadio, el material clave de las baterías de flujo redox totalmente de vanadio, tiene la ventaja de contar con áreas de producción minera en China, por lo que tiene valor de desarrollo", dijo Lu, gerente de investigación de la empresa consultora EnergyTrend. De hecho, el vanadio tiene una amplia gama de usos, el más importante de los cuales es la industria del acero. Como elemento de aleación del hierro, el vanadio puede aumentar la dureza del acero. Ya en 2012, la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma emitió el "Duodécimo Plan Quinquenal para la Utilización Integral de los Recursos de Vanadio y Titanio y el Desarrollo Industrial", que proponía requisitos para mejorar los niveles de utilización de recursos y eliminar la capacidad de producción atrasada. "El desempeño del vanadio en 2018 fue muy sobresaliente, ya que en 2017 aumentó a 5 o 6 veces el precio". La razón de un aumento tan pronunciado es que, en primer lugar, el país elevó el estándar del acero en 2018, lo que aumentó considerablemente la demanda de materia prima vanadio; en segundo lugar, debido a la política nacional de protección ambiental de "talla única", algunas minas de vanadio fueron suspendidas; cerró debido al incumplimiento de las normas de protección ambiental, lo que resultó en una reducción del suministro de vanadio. Según lo entendido por el periodista, el costo del electrolito de vanadio representa más del 60% del costo actual de las centrales eléctricas de almacenamiento de energía con baterías de flujo redox totalmente de vanadio. "Si el precio del vanadio puede volver a niveles normales, será muy importante reducir los costes". Sin embargo, el aumento del precio del vanadio también ha impulsado el entusiasmo de los desarrolladores de minas de vanadio. Desde la perspectiva del mercado, la oferta de vanadio ha aumentado recientemente. Kuang Zhenren dijo: "Desde finales de 2018, el precio del vanadio ha bajado. Se prevé que los precios del vanadio seguirán bajando en 2019, pero el futuro aún depende del desempeño integral de las políticas y del mercado". una cadena industrial llevará tiempo. Los datos muestran que en los últimos años, el coste de la electricidad para las baterías de flujo redox totalmente de vanadio ha disminuido significativamente. En 2015, la factura de electricidad de una central eléctrica de almacenamiento de energía con batería de flujo redox totalmente de vanadio fue de aproximadamente 4.500 yuanes. Se prevé que para 2020, la factura de electricidad bajará a 2.000 yuanes. Los costos de las baterías se reducen y las ventajas técnicas son obvias. ¿Qué tan lejos está el desarrollo a gran escala de baterías de flujo redox totalmente de vanadio? “El tiempo de desarrollo de las baterías de flujo redox totalmente de vanadio es relativamente corto. En la actualidad, el apoyo estatal a las baterías de flujo redox es relativamente pequeño. Desde la perspectiva de la financiación de la investigación científica y el apoyo industrial, la inversión estatal en baterías de flujo redox totalmente de vanadio es. "La inversión es mucho menor que la de las baterías de iones de litio. La formación de una cadena industrial completa desde materiales hasta aplicaciones como las baterías de iones de litio lleva tiempo", dijo con franqueza Zhang Huamin. Además, el periodista se enteró de que debido a la solubilidad del vanadio en agua, las baterías de flujo redox totalmente de vanadio siempre tienen la desventaja de una baja densidad de energía en comparación con las baterías de iones de litio y otras baterías de estado sólido de "punto caliente" de almacenamiento de energía. . La solución electrolítica da como resultado un volumen de batería relativamente grande, lo que requiere sistemas de tuberías complejos. Por lo tanto, las baterías de flujo no son adecuadas para dispositivos móviles como vehículos eléctricos y se limitan al almacenamiento de energía estacionario. Si bien sus aplicaciones aún son limitadas, muchos expertos de la industria han expresado su confianza en él. "Si se aumenta la inversión, todavía hay mucho espacio para el desarrollo en el rendimiento y el control de costos de las baterías de flujo redox totalmente de vanadio, y están lejos de tocar el 'techo'", afirmó Zhang Huamin. Lu Ye cree que las baterías de flujo redox totalmente de vanadio serán más seguras y confiables que las baterías de iones de litio y las baterías de plomo-ácido a temperaturas bajas o extremadamente altas, y todavía tienen una demanda específica en el mercado.