MỘTpin lưu lượnglà một loại hệ thống pin sạc bao gồm một số thành phần thiết yếu: một ngăn xếp, chất điện phân, bình chứa chất điện phân, máy bơm tuần hoàn, đường ống, thiết bị phụ trợ và thiết bị giám sát và bảo vệ. Vìpin dòng chảycó tính chất oxy hóa và khử mạnh, tất cả các thành phần phải được làm bằng vật liệu chống ăn mòn, thường là nhựa hoặc lớp lót chống ăn mòn.
Bình chứa chất điện phânđược sử dụng để chứa chất điện phân và thường được làm từ các vật liệu nhưPP,Nhựa PVC, hoặcTRÊN. Tính an toàn và độ tin cậy của các bể chứa này rất quan trọng vì bất kỳ rò rỉ nào cũng có thể dẫn đến mất chất điện phân và gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.
Cácbơm tuần hoànđiều khiển dòng chất điện phân, đảm bảo tuần hoàn liên tục qua ngăn xếp để sạc và xả. Nếu máy bơm bị hỏng, toàn bộhệ thống pin dòng chảydừng hoạt động. Điều này làm cho độ tin cậy của máy bơm trở nên quan trọng. Các máy bơm thông thường bao gồmMáy bơm nhựa PPVàBơm PTFE, với các loại phổ biến làmáy bơm ly tâmVàmáy bơm từ.
Thiết bị phụ trợ bao gồmbộ lọc,lưu lượng kế,cảm biến áp suất, Vàbộ trao đổi nhiệt. Trong số đó, bộ trao đổi nhiệt đóng vai trò quan trọng. Không giống như cáchệ thống lưu trữ năng lượng, pin dòng chảy tản nhiệt qua chất điện phân, chất này mang nhiệt ra khỏi ngăn xếp. Sử dụng chất làm mát, hệ thống có thể dễ dàng điều chỉnh nhiệt độ, giúp kiểm soát nhiệt độ đơn giản và là một trong những lý do tại sao pin dòng chảy phù hợp vớiứng dụng lưu trữ năng lượng quy mô lớn. Bộ trao đổi nhiệt thường làlàm mát bằng nướchoặclàm mát bằng không khí, sử dụng các vật liệu nhưPP,TRÊN, hoặcPTFE.
Vai trò của chất dẫn ionMàng trong VRFB
Màng trao đổi ionlà những thành phần quan trọng trongpin dòng chảy vanadi redox (VRFB). Các màng này phải cho phép proton đi qua trong khi giảm thiểu sự giao thoa của các ion vanadi ở các trạng thái oxy hóa khác nhau, giảm sự tự phóng điện và cải thiện pin.hiệu suất coulomb.
Một màng lý tưởng phải cóđiện trở thấpvà độ dẫn điện tuyệt vời để giảm tổn thất ômi và cũng nên thể hiệntính ổn định hóa họcđể tăng tuổi thọ chu kỳ của pin. Hiệu suất của màng ảnh hưởng trực tiếp đếnhiệu quả,dung tíchvà nhìn chungđộ bền của pin.
Các đặc điểm chính của màng dẫn ion hiệu quả bao gồm:
Độ dẫn proton cao.
Độ thấm thấpvới các ion vanadi và các phân tử nước.
Độ bền hóa học cao.
Đủsức mạnh cơ họcđể hoạt động lâu dài.
Những tiến bộ trongVật liệu màng
Trong bối cảnh nghiên cứu và ứng dụng hiện nay,màng axit perfluorosulfonicchẳng hạn nhưQuốc gia, được phát triển bởiDuPont, được sử dụng rộng rãi do hiệu suất tuyệt vời của chúng. Tuy nhiên, chi phí cao của chúng hạn chế việc áp dụng rộng rãi hơn. Một giải pháp thay thế tiết kiệm chi phí làMàng ProtoneX, được sản xuất bởiTrung QuốcGing Hy Vọng. ProtoneX cung cấp hiệu suất tương đương với Nafion và đã được công nhận tronglưu trữ năng lượngngành công nghiệp.
Các nhà nghiên cứu tiếp tục khám phá các vật liệu màng mới giúp giảm chi phí trong khi vẫn duy trì hiệu suất. Tuy nhiên, nhiều giải pháp thay thế vẫn phải đối mặt với những thách thức về mặttính ổn định hóa học,độ chọn lọc ion vanadi, Vàsức mạnh cơ học. Việc thu hẹp khoảng cách giữa nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và ứng dụng thực tế vẫn là trọng tâm chính để thúc đẩycông nghệ pin dòng chảy.
Bằng cách kết hợp những đổi mới này với những lợi thế vốn có củapin dòng chảy, chẳng hạn như khả năng mở rộng và hiệu quảquản lý nhiệt, công nghệ này được định sẵn sẽ đóng vai trò quan trọng trong tương lai củalưu trữ năng lượng tái tạo.
