Co to jest bateria Redox?
Bateria redoks, znana również jako bateria przepływowa redox, jest rodzajem baterii, która przekształca energię chemiczną w energię elektryczną poprzez zastosowanie zewnętrznie zgromadzonych, przewodzących prąd substancji chemicznych zwanych elektrolitami. Redoks odnosi się do reakcji utleniania-redukcji, która jest reakcją chemiczną, w której atomy lub cząsteczki jednej substancji tracą elektrony lub ulegają utlenianiu, a atomy innych zyskują elektrony lub ulegają redukcji. Ten ruch naładowanych cząstek wytwarza prąd elektryczny. Prąd ten powstaje, gdy elektrolity są pompowane ze zbiorników retencyjnych, w których są przechowywane, w stosie, gdzie razem wytwarzają reakcję chemiczną z redukcją utleniania, która wytwarza użyteczny prąd elektryczny.
Baterie Redox działają podobnie jak zwykłe baterie domowe. W przeciwieństwie do baterii używanej w telefonie komórkowym lub budziku, bateria redoks nie jest zawarta w jednym urządzeniu. Jego ujemnie naładowany elektrolit jest przechowywany w jednym zewnętrznym zbiorniku, a dodatnio naładowany elektrolit jest przechowywany osobno w innym zewnętrznym zbiorniku. Podczas gdy te elektrolity są rozdzielone, nie ma między nimi wymiany elektronów. Gdy potrzebna jest energia elektryczna, elektrolity są pompowane do jednostki zwanej stosem, w której zachodzi reakcja utleniania-redukcji, w której elektrony są wymieniane między nimi, wytwarzając w ten sposób prąd elektryczny.
Istnieje wiele zalet stosowania akumulatorów redox w niektórych zastosowaniach w porównaniu z innymi rodzajami akumulatorów. Jedną z głównych zalet jest to, że bateria redoks może przechowywać bardzo dużą ilość energii, zwykle od kilku kilowatów do kilku megawatów, w zależności od ilości dostępnych elektrolitów. Akumulatory Redox można wytwarzać przy użyciu nietoksycznych substancji i nie rozładowywać substancji niebezpiecznych dla środowiska w trakcie ich działania. Mają także długą żywotność, wymagają niewielkiej konserwacji i mogą być ładowane stosunkowo szybko.
Z drugiej strony bateria redoks wymaga stosunkowo dużej ilości elektrolitów w stosunku do ilości wytwarzanej energii, co czyni ją niepraktyczną w przypadku produkcji energii elektrycznej na małą skalę lub do zastosowań przenośnych. Złożona konfiguracja sprzętowa baterii redox to kolejna wada. Wymaga takiego sprzętu, jak zbiorniki, pompy, aby wprowadzić elektrolity do stosu, systemy sterowania do regulacji przepływu elektrolitów i inne. Z tych powodów baterie redox są najczęściej stosowane w aplikacjach na dużą skalę lub w odległych lokalizacjach poza siecią elektryczną, gdzie wymagana jest duża ilość energii.
Na przykład bateria redoks może zasilać zdalną stację telefonii komórkowej, w której zasilanie z sieci nie jest dostępne, a częsta konserwacja byłaby kosztowna. Innym zastosowaniem, do którego dobrze nadają się baterie redox, jest wyrównywanie ilości energii elektrycznej dostępnej z elektrowni słonecznych lub wiatrowych. Energia słoneczna powstaje, gdy świeci słońce; energia wiatru powstaje, gdy wieje wiatr. Produkcja energii z jednego z tych źródeł może drastycznie spaść, ponieważ niekorzystne zmiany pogody powodują niepożądane spadki dostępności energii. Akumulator redoks może być wykorzystywany do magazynowania nadwyżki energii elektrycznej podczas jej produkcji, a następnie równoważenia energii elektrycznej dostępnej, gdy zmiany pogody zmniejszają produkcję energii słonecznej lub wiatrowej.