Energia - Vanádium redox flow elem (VRFB)

2018.07.18. 11:22 :: Dörnyei József

Valódi konkurenciát kapott a Lítium-Ion elem. A Lítium-Ion elem ma szinte egyeduralkodó. Minden eszközben ez van benne kicsiben és nagyban. A VRFB (Vanadium Redix Flow Battery) eléri a Lítium-Ion elem paramétereit és több szempontból jobb.

A VRFB egy elég régi technológiából lett kifejlesztve. A technológia egy olyan elem, ahol az elektrolitot pumpálják a katód-anód egységben.

A VRFB legnagyobb előnye, hogy gyakorlatilag örökké tart, nincsen élettartama. Az egységek alapélettartama 40+ év és cserélhetőek. Tehát 40 év múlva le lehet csavarozni az elhasználódott alkatrészt és cserélni lehet. A Lithium-Ion telep élettartama ideális esetben 60%-os kihasználtság mellett 8 év körül van - napi 1 ciklussal számolva.

A VRBF hatásfoka 80% v. 90%. 80% a jelenleg kapható verzió és elvileg 90% teljesítmény érhető el egy bonyolultabb verzióval, ami jelenleg nem megvásárolható, de lehetséges ipari léptékben gyártani. A Lithium-Ion telep hatásfoka 90%-os.

A VRFB tekintélyes méretű - egy egység egy nagyobb esztergagép méretével rendelkezik, Rövid távon még buszokba sem várható a megérkezése - hajókba azonban már szerelhető. A felhasználási területe a elektromos energia nagy mennyiségű tárolása. A méretét lehet elvileg csökkenteni, de szvsz. rövid távon legfeljebb otthoni energia tárolásra alkalmas méretre fogják csökkenteni, tehát a házban lehet vele tárolni a napelemek által megtermelt energiát. Ilyen rendszer azonban most nem létezik.

Kínában építik a világ legnagyobb energiatárolóját, aminek a mérete 200MW/800MWh lesz, amikor elkészül. A ma létező legnagyobb  energia tárolót a TESLA építette, a mérete 100MW/129MWh ez Lithium-Ion technológiát használ. Az első szám a maximális teljesítmény, amit felvenni/leadni képes, a második szám a teljes tárolt energia.

Az bekerülési árban per pillanat és a belátható jövőben is a Lithium-Ion technológia vezet.

Per pillanat a VRFB ára $500/KWh, a Lithium-Ion ára $200/KWh

2020-ra a VRBF árát $150-ra várják, 2025-re a Lithium-Ion árát $100-ra. (Mindkettő erősen optimista szvsz.)

Források:

Link1

Link2

11 komment

A bejegyzés trackback címe:

https://dornyeij.blog.hu/api/trackback/id/tr7214120283

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

rdos · http://h2o.ingyenweb.hu/tema/6.html 2018.07.18. 16:43:03

Az igazán nagy ígéret az a gyors töltés. Csak a két elektrolit tartályt kell feltölteni, vagyis mintha csak benzint tankolnánk. :-)

És a fejlesztések gőzerővel folynak. "Ugyanezen elven alapszik, csak más elektrolitot tartalmaz az idén bemutatott NanoFlowCell-technológia, melynek energiatároló teljesítménye 20-szorosa az ólom-savas akkumulátorokénak és 5-szöröse a lítium-ion energiatárolókénak. A titok egyértelműen a különböző fémsavakból alkotott nagy koncentrációjú elektrolitfolyadékokban van."

autotechnika.hu/cikkek/10624,redox-folyadekaramos-akkumulator.html

A VRB technológiát ismertető cikk végén.

Dörnyei József · http://dornyeij.blog.hu 2018.07.18. 22:08:52

@rdos:
Nem látom, hogy ez hogyan kerül majd be egyszer egy mozgó járműbe. De egyébként teljesen igaz, hogy ha egyszer bekerül, akkor úgy tölthető majd, mint ma az üzemanyag.

rdos · http://h2o.ingyenweb.hu/tema/6.html 2018.07.19. 04:14:09

@Dörnyei József: Bár jobban belegondolva kénsavat nem szívesen cserpákolnék, lehet hogy a két (nyilván szabványosított) elektrolit tartály cseréje lesz a még gyorsabb megoldás.

Dörnyei József · http://dornyeij.blog.hu 2018.07.19. 11:00:19

@rdos:
A hidrogént sokkal nehezebb és veszélyesebb tankolni. A probléma inkább az szvsz., hogy nagyon sokszor kellene tankolni. Szvsz. kb. 50km-t menne el az autó egy tankkal. Emiatt nem nagyon hiszek abban, hogy ezt beleteszik egy autóba.

rdos · http://h2o.ingyenweb.hu/tema/6.html 2018.07.19. 12:35:26

@Dörnyei József: Igen, ma a VRB technológia energia sűrűsége kicsi. Ami miatt még van növekedési lehetősége ennek a technológiának hogy csak vanádium (4 fajta oxidja) az elektrolit, ezért kicsi a "kopása", azaz ahogy írtad is, nagyon tartós aksit (vagy inkább üzemanyag cellát? mindegy) lehet belőle készíteni. Pl. a villamos energia iparban a minimum a tízezer üzemórát kell azoknak teljesíteni, akár egyhuzamban és télen-nyáron, vagyis változó körülmények között.

Ha jól tudom a villamos energia tárolásba őrült kutatási pénzeket tesznek, az energiaipartól kezdve számtalan helyen tennének jó szolgálatot a mainál jobb és olcsóbb akkumulátorok.

Még arra lennék kíváncsi, hogy a szinte havonta megjelenő teljesen új technikákkal mi lett? Japánok sacc egy éve grafén pólusokat alkalmaztak az aksijukban, azóta hír róla semmi. Pedig a grafén is nagyon könnyű, ideális aksi fegyverzet lenne.

Dörnyei József · http://dornyeij.blog.hu 2018.07.19. 21:42:26

@rdos:
Egy valóban életképes technikának igen sok feltételnek kell megfelelnie. Valahol elbuknak. Pl. drága, nem gyártható, nem biztonságos, rövid élettartam, stb., stb.
Hiába felel meg egy új találmány 30% követelmények, mindnek meg kell felelni.

Robur 2018.07.20. 02:44:15

@rdos: Még érniük kell, mint sok más mindennek. De amit rebesgetnek "mostanában" az egy aluminium-oxigénes aksi: www.portfolio.hu/vallalatok/elkepeszto-fordulat-a-tesla-osszes-titka-felkerul-a-netre.200092.html

rdos · http://h2o.ingyenweb.hu/tema/6.html 2018.07.21. 16:41:20

@Dörnyei József: Igen, nem egyszerű ez az ipar + piac. :-) De így van ez jól. :-)

rdos · http://h2o.ingyenweb.hu/tema/6.html 2018.07.21. 16:46:31

@Robur: Igen ez is régi történet. 1 kg alumínium előállítása során (1,92 kg timföld elektrolízisével? csinálják ha jól rémlik) kell ötven MJ elektromos áram. Vagyis ha 1 kg alumíniumot úgy tudsz eloxidálni hogy abból delej legyen, akkor kb annyi delejt kapsz, mint 1 kg diesel olaj fűtőértéke. Ja, csak abból 36% hatásfokkal tudsz autózni, míg ha ez delejben (mondjuk egyenáramban) áll a rendelkezésere durván 75-85%-al. :-)

Aztán az "alumínium kúton" a timföldet leadom, megveszem az alumíniumot fizetek a pénztárnál és már megyek is tovább.