Fonte: epfl.ch
As baterias de fluxo Redox (RFBs) são baterias recarregáveis, geralmente baseadas em dois eletrólitos líquidos. Esses eletrólitos contêm as espécies redox na forma de sais dissolvidos, que carregam a carga elétrica. Uma RFB é composta por uma célula eletroquímica central (ou pilha) e por dois tanques de armazenamento, cada um contendo um dos eletrólitos. Durante o funcionamento da bateria, os eletrólitos são direcionados dos tanques de armazenamento para a célula eletroquímica, onde ocorrem as trocas de elétrons e depois retornam ao tanque de armazenamento. Como tal, a bateria é carregada ou descarregada progressivamente enquanto os eletrólitos estão sendo convertidos.
Sais diferentes podem ser usados como espécies ativas redox nos eletrólitos, cuja natureza pode variar muito, desde de base metálica a orgânica. Além disso, é teoricamente possível montar qualquer um dos pares redox positivos com qualquer um dos negativos e isso resulta em uma grande variedade de químicas RFB. Um dos primeiros desenvolvidos foi o Fe / Cr RFB, estudado na NASA nos anos 1970. No entanto, o RFB mais comum e mais avançado atualmente é o chamado RFB “todo de vanádio” (ou VRFB). Nessa bateria, o mesmo metal, vanádio, é usado em cada eletrólito. Seu princípio de funcionamento é bem explicado no filme do Youtube abaixo.
Uma das principais vantagens dessas baterias em particular, em comparação com outras, é que elas têm uma capacidade de energia independente de sua potência de saída. Essa diferença significativa é consequência direta de sua natureza líquida. Na verdade, enquanto o tamanho e o número de células ditam a produção de energia, o tamanho dos tanques de eletrólitos - isto é, o volume dos eletrólitos - determina a capacidade de energia da bateria. Este desacoplamento permite uma ampla gama de aplicações. Além disso, são intrinsecamente mais seguras do que outras baterias e têm uma longa vida útil, sem exigir muita manutenção. Sua principal desvantagem é a densidade de energia relativamente baixa, o que significa que ocupam um volume bastante grande.
RFBs agora estão disponíveis comercialmente, por exemplo, pelos seguintes fornecedores:
Gildemeister - Cellstrom(todo vanádio)
Redflow(brometo de zinco)
ViZn(zinco-ferro)
Imergy(todo vanádio)
UniEnergy Technologies(todo vanádio)
Rongke Power(todo vanádio)
Devido à sua versatilidade, os RFBs podem ser usados em uma ampla variedade de aplicações. Em particular, eles podem ser implementados em complementaridade com um parque fotovoltaico ou uma turbina eólica. Na verdade, eles são adequados para amortecer flutuações de energia renovável, pois uma carga ou descarga intermitente não afeta significativamente a vida útil da bateria e o tempo de resposta dos RFBs é curto (normalmente menos de 1s). As RFBs também podem ser integradas em rede de microrrede, onde desempenham a mesma função de armazenar o excedente de produção e fornecer energia quando o consumo for superior ao da produção. RFBs também foram instalados como sistemas de backup (ou UPS), ou em áreas remotas para estações de telecomunicações, por exemplo.
Baterias de fluxo Redox em números:
Característica | Valor |
Faixa de potência [kW] | 10 – 10,000 |
Faixa de capacidade [kWh] | 10 – 50,000 |
Vida útil [anos / # de ciclos] | 10 – 15 / 10,000 – 15,000 |
Densidade de energia volumétrica [Wh / L] | 35 |
Tensão da célula [V] | 1 – 2.5 |
Tempo de carga / descarga [h] | 1 – 10 |
Eficiência energética [%] | 70 – 80 |
