Ventajas y desventajas de las baterías de flujo redox totalmente de vanadio
Ventajas y desventajas de las baterías de flujo redox totalmente de vanadio:
1. Amplia gama de aplicaciones
Se pueden utilizar en el mercado de energía eólica y reducción de picos de la red nacional. , suministro de energía eléctrica para automóviles de nueva energía, suministro de energía UPS y suministro de energía de emergencia EpS, distribución de energía, 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. Una clave importante para el volumen es la cantidad de iones de vanadio, que se pueden generar 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 producirá 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.
Estrechamente vigilado. 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.
Longevidad. El rendimiento del ciclo de descarga profunda es sólido y la capacidad se puede restaurar completamente fácilmente mediante la recarga después de una descarga excesiva. La descarga ultraprofunda no causará daños irreversibles a la batería.
Desventajas: 1. El coste de la tecnología de almacenamiento de energía es demasiado alto y difícil de aplicar 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 no se ha superado.
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 reciben 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 de diferentes estados de valencia. A diferencia de la batería de iones de litio que utiliza electrolitos no acuosos, que es la batería principal actual en las centrales eléctricas de almacenamiento de energía, debido a que los iones de electrolitos de la batería de flujo redox totalmente de vanadio existen en la solución acuosa, existe la posibilidad de sobrecalentamiento y explosión. se reduce considerablemente y el rendimiento de seguridad de la batería de flujo se reduce considerablemente. Haga que se destaque 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, Instituto de Física Química de Dalian, Academia China". de Ciencias Zhang Huamin, director del Departamento de Investigación de Tecnología de Almacenamiento de Energía del Laboratorio Nacional de Energía, dijo: "Pero la batería totalmente de vanadio es una solución acuosa de ácido sulfúrico diluido y vanadio. Siempre que se administre adecuadamente, no hay problema". peligro de explosión."
Beijing Puneng Century Technology Co., Ltd. La compañía ha 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 fabricar baterías de iones de litio a escala de vehículos eléctricos, pero no son tan seguras cuando son más grandes". Al mismo tiempo, Zhang Huamin señaló que otra ventaja de las baterías de flujo redox totalmente de vanadio. es decir, su 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 debido a los metales pesados níquel y cobalto, lo que se ha convertido en un problema urgente en la industria. La carga y descarga de la batería de flujo redox totalmente de vanadio se deben 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, además de las ventajas de seguridad y reciclabilidad, las baterías de flujo redox totalmente de vanadio tienen un ciclo de vida relativamente más largo. La vida útil de las centrales eléctricas de almacenamiento de energía construidas actualmente 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 relativamente alto, pero el costo de la electricidad en kilovatios-hora puede ser menor que el de las baterías de iones de litio", dijo Kuang Ren. Los costos de las materias primas fluctúan. 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 zonas de distribución importantes son China, 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". Los analistas de la industria creen que la razón de un aumento tan pronunciado es que, en primer lugar, el país elevó los estándares 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", según algunos; Las minas de vanadio se cerraron debido al incumplimiento de las normas medioambientales, lo que provocó 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 una perspectiva de mercado, el suministro 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 el coste de la electricidad de las baterías de flujo redox totalmente de vanadio ha disminuido significativamente en los últimos años. 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 las facturas de electricidad bajarán a 2.000 yuanes. Con la reducción de los costos de las baterías y las ventajas técnicas obvias, ¿qué tan lejos están las baterías de flujo redox totalmente de vanadio del desarrollo a gran escala? “El tiempo de investigación y desarrollo de las baterías de flujo redox totalmente de vanadio es relativamente corto. En la actualidad, el apoyo del estado 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. Las baterías de flujo son mucho menores que las de litio. La inversión en baterías de iones. La formación de una cadena industrial completa desde materiales hasta aplicaciones como baterías de iones de litio llevará 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, las baterías de flujo redox totalmente de vanadio todavía tienen mucho margen de desarrollo en términos de rendimiento y control de costos, y están lejos de tocar el 'techo'", afirmó Zhang Huamin. Lu también 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 en entornos de baja o alta temperatura extrema, y todavía tienen una demanda específica en el mercado.