Vad är ett Redox-batteri?
Ett redoxbatteri, även känt som ett redoxflödesbatteri, är en typ av batteri som omvandlar kemisk energi till elektrisk energi genom användning av externt lagrade, elektriskt ledande kemiska ämnen kända som elektrolyter. Redox hänvisar till en oxidationsreduktionsreaktion, som är en kemisk reaktion där atomerna eller molekylerna i en substans förlorar elektroner, eller oxideras, och de från en annan får elektroner, eller reduceras. Denna rörelse av laddade partiklar skapar en elektrisk ström. Denna ström skapas när elektrolyterna pumpas från hålltankarna i vilka de lagras i en bunt där de tillsammans producerar en oxidationsreducerande kemisk reaktion som skapar användbar elektrisk ström.
Redoxbatterier fungerar på samma sätt som vanliga hushållsbatterier. Till skillnad från ett batteri som används i en mobiltelefon eller väckarklocka, ingår inte ett redoxbatteri i en enhet. Dess negativt laddade elektrolyt lagras i en extern tank och dess positivt laddade elektrolyt lagras separat i en annan extern tank. Medan dessa elektrolyter separeras finns det inget utbyte av elektroner mellan dem. När det krävs elektricitet pumpas elektrolyterna in i en enhet känd som en stack, där en oxidationsreduktionsreaktion inträffar där elektroner byts mellan dem, varigenom en elektrisk ström alstras.
Det finns ett antal fördelar med att använda redoxbatterier i vissa applikationer jämfört med andra typer av batterier. En stor fördel är att ett redoxbatteri kan lagra en mycket stor mängd energi, vanligtvis från några kilowatt till några megawatt, beroende på mängden tillgängliga elektrolyter. Redoxbatterier kan tillverkas med giftfria ämnen och släpper inte ut några miljöfarliga ämnen under deras drift. De har också långa livslängder, kräver lite underhåll och kan laddas relativt snabbt.
Å andra sidan kräver ett redoxbatteri en relativt stor volym elektrolyter för den mängd energi det producerar, vilket gör det opraktiskt för småskalig elproduktion eller för användning i bärbara applikationer. Den komplexa hårdvarukonfigurationen för ett redoxbatteri är en annan nackdel. Det kräver sådan utrustning som tankar, pumpar för att få elektrolyterna in i bunten, styrsystem för att reglera elektrolyternas flöde och mer. Av dessa skäl används redoxbatterier oftast i storskaliga applikationer eller på avlägsna platser utanför det elektriska nätet där stora mängder ström krävs.
Till exempel kan ett redoxbatteri leverera ström till en fjärrtelefonstation där ström från nätet inte är tillgängligt och ofta underhåll skulle vara dyrt. En annan applikation för vilken redoxbatterier är väl lämpade är att jämna ut mängden el som finns tillgänglig från sol- eller vindkraftverk. Solenergi produceras när solen skiner; vindkraft produceras när vinden blåser. Energiproduktion från någon av dessa källor kan sjunka dramatiskt eftersom ogynnsamma väderförändringar orsakar oönskade minskningar av energitillgängligheten. Ett redoxbatteri kan användas för att lagra överskott av el när det produceras och senare balansera den tillgängliga elen när väderbyten minskar produktionen av solenergi eller vindkraft.