Wat is een Redox-batterij?
Een redox-batterij, ook bekend als een redox-stroombatterij, is een type batterij die chemische energie omzet in elektrische energie door het gebruik van extern opgeslagen, elektrisch geleidende chemische stoffen die bekend staan als elektrolyten. Redox verwijst naar een oxidatiereducerende reactie, wat een chemische reactie is waarbij de atomen of moleculen van een stof elektronen verliezen, of geoxideerd zijn, en die van een andere versterkingselektronen, of gereduceerd zijn. Deze beweging van geladen deeltjes creëert een elektrische stroom. Deze stroom wordt gecreëerd wanneer de elektrolyten worden gepompt uit de opslagtanks waarin ze worden opgeslagen in een stapel waar ze samen een oxidatiereducerende chemische reactie produceren die nuttige elektrische stroom creëert.
Redox-batterijen werken op dezelfde manier als gewone huishoudelijke batterijen. In tegenstelling tot een batterij die in een mobiele telefoon of wekker wordt gebruikt, is een redoxbatterij niet compact in een enkele eenheid opgenomen. De negatief geladen elektrolyt wordt opgeslagen in één externe tank en de positief geladen elektrolyt wordt afzonderlijk opgeslagen in een andere externe tank. Hoewel deze elektrolyten gescheiden zijn, is er geen uitwisseling van elektronen tussen hen. Wanneer elektriciteit nodig is, worden de elektrolyten gepompt in een eenheid die bekend staat als een stapel, waar een oxidatiereducerende reactie optreedt waarbij elektronen tussen hen worden uitgewisseld, waardoor een elektrische stroom wordt geproduceerd.
Het gebruik van redox-batterijen in bepaalde toepassingen heeft een aantal voordelen ten opzichte van andere soorten batterijen. Een groot voordeel is dat een redox-batterij een zeer grote hoeveelheid energie kan opslaan, meestal van enkele kilowatt tot enkele megawatt, afhankelijk van de beschikbare hoeveelheid elektrolyten. Redox-batterijen kunnen worden gemaakt met behulp van niet-giftige stoffen en ontladen geen milieugevaarlijke stoffen tijdens hun werking. Ze hebben ook een lange levensduur, vereisen weinig onderhoud en kunnen relatief snel worden opgeladen.
Aan de andere kant vereist een redox-batterij een relatief groot volume elektrolyten voor de hoeveelheid energie die het produceert, wat het onpraktisch maakt voor kleinschalige elektriciteitsproductie of voor gebruik in draagbare toepassingen. De complexe hardware-installatie van een redox-batterij is een ander nadeel. Het vereist apparatuur zoals tanks, pompen om de elektrolyten in de stapel te krijgen, besturingssystemen om de stroom van de elektrolyten te regelen, en meer. Om deze redenen worden redox-batterijen het meest gebruikt in grootschalige toepassingen of op afgelegen locaties buiten het elektriciteitsnet waar grote hoeveelheden stroom nodig zijn.
Een redox-batterij kan bijvoorbeeld stroom leveren voor een mobiel station op afstand waar geen stroom van het net beschikbaar is en frequent onderhoud duur zou zijn. Een andere toepassing waarvoor redoxbatterijen zeer geschikt zijn, is het verminderen van de hoeveelheid beschikbare elektriciteit van zonne- of windenergie-installaties. Zonne-energie wordt geproduceerd wanneer de zon schijnt; windenergie wordt geproduceerd wanneer de wind waait. De energieproductie uit een van deze bronnen kan dramatisch dalen, omdat ongunstige weersveranderingen ongewenste dalingen van de beschikbaarheid van energie veroorzaken. Een redox-batterij kan worden gebruikt om overtollige elektriciteit op te slaan wanneer deze wordt geproduceerd en later de beschikbare elektriciteit te compenseren wanneer weersveranderingen de productie van zonne- of windenergie verminderen.