फ्लो बैटरी: Difference between revisions

From Vigyanwiki
No edit summary
 
(6 intermediate revisions by 3 users not shown)
Line 1: Line 1:
{{Short description|Type of electrochemical cell}}
{{Use dmy dates|date=November 2021}}


[[File:Redox Flow Battery.jpg|alt=Redox Flow Battery|thumb|upright=1.5|एक जटिल प्रवाह बैटरी में तरल पदार्थ के दो टैंक होते हैं जो दो इलेक्ट्रोड के बीच एक परत के पीछे पंप होते हैं।<ref name="Qi 040801">{{Cite journal|last1=Qi|first1=Zhaoxiang|last2=Koenig|first2=Gary M.|date=2017-05-12|title=Review Article: Flow battery systems with solid electroactive materials|journal=Journal of Vacuum Science & Technology B, Nanotechnology and Microelectronics: Materials, Processing, Measurement, and Phenomena|volume=35|issue=4|pages=040801|doi=10.1116/1.4983210|bibcode=2017JVSTB..35d0801Q|issn=2166-2746|doi-access=free}}</ref>]]एक फ्लो बैटरी, या रेडॉक्स फ्लो बैटरी (रिडक्शन-ऑक्सीकरण के बाद), एक प्रकार का [[ विद्युत रासायनिक सेल |विद्युत रासायनिक सेल]] है जहां रासायनिक ऊर्जा दो रासायनिक घटकों द्वारा प्रदान की जाती है, [[समाधान (रसायन विज्ञान)|विलयन (रसायन विज्ञान)]] एक परत के अलग-अलग पक्षों पर प्रणाली के माध्यम से पंप किए जाते हैं।<ref name="journal.frontiersin.org">{{cite journal|last1=Badwal|first1=Sukhvinder P. S.|last2=Giddey|first2=Sarbjit S.|last3=Munnings|first3=Christopher|last4=Bhatt|first4=Anand I.|last5=Hollenkamp|first5=Anthony F.|title=उभरती विद्युत रासायनिक ऊर्जा रूपांतरण और भंडारण प्रौद्योगिकियां|journal=Frontiers in Chemistry|date=24 September 2014|volume=2|pages=79|doi=10.3389/fchem.2014.00079|pmid=25309898|pmc=4174133|bibcode=2014FrCh....2...79B|doi-access=free}}</ref><ref>{{Cite journal|last1=Alotto|first1=P.|last2=Guarnieri|first2=M.|last3=Moro|first3=F.|year=2014|title=Redox Flow Batteries for the storage of renewable energy: a review|journal=Renewable & Sustainable Energy Reviews|volume=29|pages=325–335|doi= 10.1016/j.rser.2013.08.001|hdl=11577/2682306 |hdl-access=free}}</ref> सेल के अंदर [[आयन स्थानांतरण]] (बाहरी परिपथ के माध्यम से विद्युत प्रवाह के साथ) परत के माध्यम से होता है जबकि दोनों तरल पदार्थ अपने-अपने स्थान पर प्रसारित होते हैं। [[इलेक्ट्रोड]] क्षमता दो इलेक्ट्रोड से संरक्षित हुए सेल का संभावित अंतर रासायनिक रूप से नेर्न्स्ट समीकरण और रेंज द्वारा निर्धारित किया जाता है, व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, 1.0 से 2.43 [[ वाल्ट |वाल्ट]] तक ऊर्जा क्षमता वैद्युत अपघट्य मात्रा का एक कार्य है और शक्ति इलेक्ट्रोड के सतह क्षेत्र का एक कार्य है।
[[File:Redox Flow Battery.jpg|alt=Redox Flow Battery|thumb|upright=1.5|एक जटिल प्रवाह बैटरी में तरल पदार्थ के दो टैंक होते हैं जो दो इलेक्ट्रोड के बीच एक परत के पीछे पंप होते हैं।<ref name="Qi 040801">{{Cite journal|last1=Qi|first1=Zhaoxiang|last2=Koenig|first2=Gary M.|date=2017-05-12|title=Review Article: Flow battery systems with solid electroactive materials|journal=Journal of Vacuum Science & Technology B, Nanotechnology and Microelectronics: Materials, Processing, Measurement, and Phenomena|volume=35|issue=4|pages=040801|doi=10.1116/1.4983210|bibcode=2017JVSTB..35d0801Q|issn=2166-2746|doi-access=free}}</ref>]]एक फ्लो बैटरी, या रेडॉक्स फ्लो बैटरी (रिडक्शन-ऑक्सीकरण के बाद), एक प्रकार का [[ विद्युत रासायनिक सेल |विद्युत रासायनिक सेल]] है जहां रासायनिक ऊर्जा दो रासायनिक घटकों द्वारा प्रदान की जाती है, [[समाधान (रसायन विज्ञान)|विलयन (रसायन विज्ञान)]] एक परत के अलग-अलग पक्षों पर प्रणाली के माध्यम से पंप किए जाते हैं।<ref name="journal.frontiersin.org">{{cite journal|last1=Badwal|first1=Sukhvinder P. S.|last2=Giddey|first2=Sarbjit S.|last3=Munnings|first3=Christopher|last4=Bhatt|first4=Anand I.|last5=Hollenkamp|first5=Anthony F.|title=उभरती विद्युत रासायनिक ऊर्जा रूपांतरण और भंडारण प्रौद्योगिकियां|journal=Frontiers in Chemistry|date=24 September 2014|volume=2|pages=79|doi=10.3389/fchem.2014.00079|pmid=25309898|pmc=4174133|bibcode=2014FrCh....2...79B|doi-access=free}}</ref><ref>{{Cite journal|last1=Alotto|first1=P.|last2=Guarnieri|first2=M.|last3=Moro|first3=F.|year=2014|title=Redox Flow Batteries for the storage of renewable energy: a review|journal=Renewable & Sustainable Energy Reviews|volume=29|pages=325–335|doi= 10.1016/j.rser.2013.08.001|hdl=11577/2682306 |hdl-access=free}}</ref> सेल के अंदर [[आयन स्थानांतरण]] (बाहरी परिपथ के माध्यम से विद्युत प्रवाह के साथ) परत के माध्यम से होता है जबकि दोनों तरल पदार्थ अपने-अपने स्थान पर प्रसारित होते हैं। [[इलेक्ट्रोड]] क्षमता दो इलेक्ट्रोड से संरक्षित हुए सेल का संभावित अंतर रासायनिक रूप से नेर्न्स्ट समीकरण और रेंज द्वारा निर्धारित किया जाता है, व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, 1.0 से 2.43 [[ वाल्ट |वाल्ट]] तक ऊर्जा क्षमता वैद्युत अपघट्य मात्रा का एक कार्य है और शक्ति इलेक्ट्रोड के सतह क्षेत्र का एक कार्य है।


एक प्रवाह बैटरी का उपयोग [[ईंधन सेल]] की तरह किया जा सकता है (जहां खर्च किए गए ईंधन को निकाला जाता है और प्रणाली में नया ईंधन जोड़ा जाता है) या एक [[ फिर से चार्ज करने लायक संप्रहार |फिर से आवेश करने लायक संप्रहार]] की तरह (जहां एक विद्युत शक्ति स्रोत ईंधन के पुनर्जनन को संचालित करता है)। जबकि फ्लो बैटरियों में जटिल वैद्युत स्थैतिकी सामग्रियों के साथ पारंपरिक पुनरावेशित बैटरियों पर कुछ तकनीकी लाभ होते हैं, जैसे कि बिजली की स्वतंत्र स्केलिंग (संग्रहण के आकार द्वारा निर्धारित) और ऊर्जा (टैंकों के आकार द्वारा निर्धारित), लंबा चक्र और कैलेंडर जीवन, स्वामित्व की संभावित रूप से कम कुल लागत, लिथियम-आयन बैटरियों की तुलना में सभी प्रवाह बैटरियां अवर चक्र ऊर्जा दक्षता (50-80%) से ग्रस्त हैं। यह अवर ऊर्जा दक्षता आंतरिक क्रॉसओवर (प्रत्येक सेल के अंदर परत/विभाजक के माध्यम से) के प्रभाव को कम करने और बिजली की लागत को कम करने के लिए संग्रहण का आकार प्रवाह बैटरी को उच्च (> = 100 mA/cm2) वर्तमान घनत्व पर संचालित करने की आवश्यकता से उत्पन्न होती है।
एक प्रवाह बैटरी का उपयोग [[ईंधन सेल]] की तरह किया जा सकता है (जहां खर्च किए गए ईंधन को निकाला जाता है और प्रणाली में नया ईंधन जोड़ा जाता है) या एक [[ फिर से चार्ज करने लायक संप्रहार |फिर से आवेश करने लायक संप्रहार]] की तरह (जहां एक विद्युत शक्ति स्रोत ईंधन के पुनर्जनन को संचालित करता है)। जबकि फ्लो बैटरियों में जटिल वैद्युत स्थैतिकी सामग्रियों के साथ पारंपरिक पुनरावेशित बैटरियों पर कुछ तकनीकी लाभ होते हैं, जैसे कि बिजली की स्वतंत्र स्केलिंग (संग्रहण के आकार द्वारा निर्धारित) और ऊर्जा (टैंकों के आकार द्वारा निर्धारित), लंबा चक्र और कैलेंडर जीवन, स्वामित्व की संभावित रूप से कम कुल लागत, लिथियम-आयन बैटरियों की तुलना में सभी प्रवाह बैटरियां अवर चक्र ऊर्जा दक्षता (50-80%) से ग्रस्त हैं। यह अवर ऊर्जा दक्षता आंतरिक क्रॉसओवर (प्रत्येक सेल के अंदर परत/विभाजक के माध्यम से) के प्रभाव को कम करने और बिजली की लागत को कम करने के लिए संग्रहण का आकार प्रवाह बैटरी को उच्च (> = 100 mA/cm2) वर्तमान घनत्व पर संचालित करने की आवश्यकता से उत्पन्न होती है।
{{Toclimit|3}}


== इतिहास ==
== इतिहास ==
Line 68: Line 64:
वैद्युत अपघट्य के रूप में उपयोग किए जाने वाले [[हाइड्रोब्रोमिक एसिड]] को कम विषैले क्षारीय घोल से बदल दिया गया है (1{{nbsp}एम पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड) और फेरोसाइनाइड।<ref>{{Cite web|title=छत पर लगे सोलर पैनल से घर को बिजली देने के लिए रिचार्जेबल बैटरी|url=https://phys.org/news/2015-09-rechargeable-battery-power-home-rooftop.html|website=phys.org}}</ref> उच्च [[पीएच]] कम संक्षारक है, जिससे सस्ती बहुलक टैंकों का उपयोग किया जा सकता है। परत में बढ़े हुए विद्युत प्रतिरोध की भरपाई बढ़े हुए वोल्टेज से की गई। सेल वोल्टेज 1.2 था{{nbsp}}में।<ref>{{cite web|author=Matthew Gunther,ChemistryWorld|title=फ्लो बैटरी अनियमित पवन और सौर ऊर्जा आपूर्ति को सुचारू कर सकती है|url=http://www.scientificamerican.com/article/flow-battery-could-smooth-irregular-wind-and-solar-energy-supply/|work=Scientific American}}</ref><ref>Alkaline quinone flow battery Lin et al. Science 2015 349 (6255), p. 1529</ref> सेल की दक्षता 99% से अधिक हो गई, जबकि राउंड-ट्रिप दक्षता 84% मापी गई। बैटरी ने कम से कम 1,000 चक्रों के अपेक्षित जीवनकाल की पेशकश की। इसकी सैद्धांतिक ऊर्जा घनत्व 19 थी{{nbsp}क/एल.<ref>{{Cite web|last=Borghino|first=Dario|date=30 September 2015|title=हरित, सुरक्षित प्रवाह वाली बैटरी नवीकरणीय ऊर्जा को सस्ते में संग्रहित कर सकती है|url=http://www.gizmag.com/alkaline-flow-battery/39606/|access-date=8 December 2015|website=www.gizmag.com}}</ref> Fe(OH) बनाए बिना उच्च pH KOH विलयन में फेरोसाइनाइड की रासायनिक स्थिरता{{sub|2}} या फे (ओएच){{sub|3}} स्केल-अप से पहले सत्यापित करने की आवश्यकता है।
वैद्युत अपघट्य के रूप में उपयोग किए जाने वाले [[हाइड्रोब्रोमिक एसिड]] को कम विषैले क्षारीय घोल से बदल दिया गया है (1{{nbsp}एम पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड) और फेरोसाइनाइड।<ref>{{Cite web|title=छत पर लगे सोलर पैनल से घर को बिजली देने के लिए रिचार्जेबल बैटरी|url=https://phys.org/news/2015-09-rechargeable-battery-power-home-rooftop.html|website=phys.org}}</ref> उच्च [[पीएच]] कम संक्षारक है, जिससे सस्ती बहुलक टैंकों का उपयोग किया जा सकता है। परत में बढ़े हुए विद्युत प्रतिरोध की भरपाई बढ़े हुए वोल्टेज से की गई। सेल वोल्टेज 1.2 था{{nbsp}}में।<ref>{{cite web|author=Matthew Gunther,ChemistryWorld|title=फ्लो बैटरी अनियमित पवन और सौर ऊर्जा आपूर्ति को सुचारू कर सकती है|url=http://www.scientificamerican.com/article/flow-battery-could-smooth-irregular-wind-and-solar-energy-supply/|work=Scientific American}}</ref><ref>Alkaline quinone flow battery Lin et al. Science 2015 349 (6255), p. 1529</ref> सेल की दक्षता 99% से अधिक हो गई, जबकि राउंड-ट्रिप दक्षता 84% मापी गई। बैटरी ने कम से कम 1,000 चक्रों के अपेक्षित जीवनकाल की पेशकश की। इसकी सैद्धांतिक ऊर्जा घनत्व 19 थी{{nbsp}क/एल.<ref>{{Cite web|last=Borghino|first=Dario|date=30 September 2015|title=हरित, सुरक्षित प्रवाह वाली बैटरी नवीकरणीय ऊर्जा को सस्ते में संग्रहित कर सकती है|url=http://www.gizmag.com/alkaline-flow-battery/39606/|access-date=8 December 2015|website=www.gizmag.com}}</ref> Fe(OH) बनाए बिना उच्च pH KOH विलयन में फेरोसाइनाइड की रासायनिक स्थिरता{{sub|2}} या फे (ओएच){{sub|3}} स्केल-अप से पहले सत्यापित करने की आवश्यकता है।


एनोलीटे और कैथोलाइट दोनों को एक ही अणु में एकीकृत करने की जांच की गई है। इस तरह के द्विकार्यात्मक विश्लेषण <ref name="Carretero-González 2016 3521–3530">{{Cite journal|last1=Carretero-González|first1=Javier|last2=Castillo-Martínez|first2=Elizabeth|last3=Armand|first3=Michel|date=2016|title=अत्यधिक पानी में घुलनशील तीन-रेडॉक्स स्टेट ऑर्गेनिक डाईज बायफंक्शनल एनालिटिक्स के रूप में|journal=Energy & Environmental Science|language=en|volume=9|issue=11|pages=3521–3530|doi=10.1039/C6EE01883A|issn=1754-5692}</ref> या कॉम्बी-अणु<ref name= Winsberg 976–980 >{{Cite journal|last1=Winsberg|first1=Jan|last2=Stolze|first2=Christian|last3=Muench|first3=Simon|last4=Liedl|first4=Ferenc|last5=Hager|first5=Martin D.|last6=Schubert|first6=Ulrich S.|date=2016-11-11|title=टेम्पो/फेनाज़ीन कॉम्बी-मोलेक्यूल: सममित जलीय रेडॉक्स-फ्लो बैटरियों के लिए एक रेडॉक्स-सक्रिय सामग्री|journal=ACS Energy Letters|language=en|volume=1|issue=5|pages=976–980|doi=10.1021/acsenergylett.6b00413|issn=2380-8195}}</ref> दोनों टैंकों में समान सामग्री के उपयोग की अनुमति दें। एक टैंक में यह एक इलेक्ट्रॉन दाता है, जबकि दूसरे टैंक में यह एक इलेक्ट्रॉन प्राप्तकर्ता है। इसके प्रासंगिक लाभ हैं जैसे क्रॉसओवर के प्रभाव को कम करना। <ref name="Potash 2016 A338–A344">{{Cite journal|last1=Potash|first1=Rebecca A.|last2=McKone|first2=James R.|last3=Conte|first3=Sean|last4=Abruña|first4=Héctor D.|date=2016|title=सिमेट्रिक रेडॉक्स फ्लो बैटरी के लाभों पर|journal=Journal of the Electrochemical Society|language=en|volume=163|issue=3|pages=A338–A344|doi=10.1149/2.0971602jes|osti=1370440|s2cid=101469730 |issn=0013-4651}</ref> इस प्रकार, क्विनोन डायमिनोएंथ्राक्विनोन <ref name="Potash 2016 A338–A344"/> और इंडिगो आधारित<ref name="Carretero-González 2016 3521–3530"/> अणुओं के साथ-साथ टेम्पो/फेनज़ीन<ref name = विंसबर्ग 976 -980 /> संयोजन अणु सममित रेडॉक्स-फ्लो बैटरी (Sआरएफबी) के विकास के लिए संभावित वैद्युत अपघट्य्स हैं।
एनोलीटे और कैथोलाइट दोनों को एक ही अणु में एकीकृत करने की जांच की गई है। इस तरह के द्विकार्यात्मक विश्लेषण <ref name="Carretero-González 2016 3521–3530">{{Cite journal|last1=Carretero-González|first1=Javier|last2=Castillo-Martínez|first2=Elizabeth|last3=Armand|first3=Michel|date=2016|title=अत्यधिक पानी में घुलनशील तीन-रेडॉक्स स्टेट ऑर्गेनिक डाईज बायफंक्शनल एनालिटिक्स के रूप में|journal=Energy & Environmental Science|language=en|volume=9|issue=11|pages=3521–3530|doi=10.1039/C6EE01883A|issn=1754-5692}</ref> या कॉम्बी-अणु<ref name= Winsberg 976–980 >{{Cite journal|last1=Winsberg|first1=Jan|last2=Stolze|first2=Christian|last3=Muench|first3=Simon|last4=Liedl|first4=Ferenc|last5=Hager|first5=Martin D.|last6=Schubert|first6=Ulrich S.|date=2016-11-11|title=टेम्पो/फेनाज़ीन कॉम्बी-मोलेक्यूल: सममित जलीय रेडॉक्स-फ्लो बैटरियों के लिए एक रेडॉक्स-सक्रिय सामग्री|journal=ACS Energy Letters|language=en|volume=1|issue=5|pages=976–980|doi=10.1021/acsenergylett.6b00413|issn=2380-8195}}</ref> दोनों टैंकों में समान सामग्री के उपयोग की अनुमति दें। एक टैंक में यह एक इलेक्ट्रॉन दाता है, जबकि दूसरे टैंक में यह एक इलेक्ट्रॉन प्राप्तकर्ता है। इसके प्रासंगिक लाभ हैं जैसे क्रॉसओवर के प्रभाव को कम करना। <ref name="Potash 2016 A338–A344">{{Cite journal|last1=Potash|first1=Rebecca A.|last2=McKone|first2=James R.|last3=Conte|first3=Sean|last4=Abruña|first4=Héctor D.|date=2016|title=सिमेट्रिक रेडॉक्स फ्लो बैटरी के लाभों पर|journal=Journal of the Electrochemical Society|language=en|volume=163|issue=3|pages=A338–A344|doi=10.1149/2.0971602jes|osti=1370440|s2cid=101469730 |issn=0013-4651}</ref> इस प्रकार, क्विनोन डायमिनोएंथ्राक्विनोन <ref name="Potash 2016 A338–A344"/> और इंडिगो आधारित<ref name="Carretero-González 2016 3521–3530"/> अणुओं के साथ-साथ टेम्पो/फेनज़ीन  
संयोजन अणु सममित रेडॉक्स-फ्लो बैटरी (Sआरएफबी) के विकास के लिए संभावित वैद्युत अपघट्य्स हैं।


एक अन्य दृष्टिकोण ने ब्लैटर रैडिकल को दाता/प्राप्तकर्ता के रूप में अपनाया। इसने परीक्षणों में 275 आवेश और ऋणावेश चक्रों को सहन किया, हालांकि यह पानी में घुलनशील नहीं था। <ref>{{Cite web |last=Lavars |first=Nick |date=2022-03-17 |title=सममित प्रवाह बैटरी ग्रिड-स्केल स्टोरेज के लिए सही संतुलन बना सकती है|url=https://newatlas.com/energy/symmetrical-flow-battery-grid-scale-storage/ |access-date=2022-03-18 |website=New Atlas |language=en-US}}</ref>
एक अन्य दृष्टिकोण ने ब्लैटर रैडिकल को दाता/प्राप्तकर्ता के रूप में अपनाया। इसने परीक्षणों में 275 आवेश और ऋणावेश चक्रों को सहन किया, हालांकि यह पानी में घुलनशील नहीं था। <ref>{{Cite web |last=Lavars |first=Nick |date=2022-03-17 |title=सममित प्रवाह बैटरी ग्रिड-स्केल स्टोरेज के लिए सही संतुलन बना सकती है|url=https://newatlas.com/energy/symmetrical-flow-battery-grid-scale-storage/ |access-date=2022-03-18 |website=New Atlas |language=en-US}}</ref>


[[Category:All articles lacking reliable references]]
 
[[Category:Articles lacking reliable references from January 2022]]
 
[[Category:Articles with hatnote templates targeting a nonexistent page]]
 
[[Category:Articles with invalid date parameter in template]]
 
[[Category:CS1]]
 
[[Category:CS1 maint]]
 
[[Category:Collapse templates]]
 


==== क्षारीय ====
==== क्षारीय ====
Line 214: Line 211:
| जिंक-परमैंगनेट रेडॉक्स फ्लो बैटरी|Zn-Mn(VI)/Mn(VII) || 1.2 || || 60{{nbsp}}Wh/L<ref name=Colli2016 />||
| जिंक-परमैंगनेट रेडॉक्स फ्लो बैटरी|Zn-Mn(VI)/Mn(VII) || 1.2 || || 60{{nbsp}}Wh/L<ref name=Colli2016 />||
|}जिंक-ब्रोमीन फ्लो बैटरियां सबसे पुरानी हैं, उनकी उत्पत्ति 1880 के दशक में हुई थी।<ref name="Tolmachev 2022">Tolmachev, Yuriy. "Flow batteries from 1879 to 2022 and beyond." Journal of Electrochemical Science and Engineering (2022) ([https://www.researchgate.net/publication/362405724_Flow_batteries_from_1879_to_2022_and_beyond preprint]).</ref>
|}जिंक-ब्रोमीन फ्लो बैटरियां सबसे पुरानी हैं, उनकी उत्पत्ति 1880 के दशक में हुई थी।<ref name="Tolmachev 2022">Tolmachev, Yuriy. "Flow batteries from 1879 to 2022 and beyond." Journal of Electrochemical Science and Engineering (2022) ([https://www.researchgate.net/publication/362405724_Flow_batteries_from_1879_to_2022_and_beyond preprint]).</ref>
== लाभ ==
== लाभ ==
रेडॉक्स फ्लो बैटरी, और कुछ हद तक हाइब्रिड फ्लो बैटरी के लाभ हैं
रेडॉक्स फ्लो बैटरी, और कुछ हद तक हाइब्रिड फ्लो बैटरी के लाभ हैं
Line 253: Line 241:
बहु-घंटे के आवेश-ऋणावेश चक्रों के साथ फ्लो बैटरी को सामान्य रूप से अपेक्षाकृत बड़े (1 kWh – 10 MWh) स्थिर अनुप्रयोगों के लिए माना जाता है।<ref>{{cite journal|last=Service|first= R.F.|title=फ्लो बैटरियों में उन्नति सस्ते बैकअप पावर का वादा करती है|date=2 November 2018|journal=Science|volume=362|issue=6414|pages=508–509|doi=10.1126/science.362.6414.508|pmid=30385552|bibcode= 2018Sci...362..508S|s2cid= 53218660}}</ref> कम आवेश/ऋणावेश समय के लिए फ्लो बैटरी किफायती नहीं हैं। कुछ फ्लो बैटरी मार्केट निचे के उदाहरण हैं:
बहु-घंटे के आवेश-ऋणावेश चक्रों के साथ फ्लो बैटरी को सामान्य रूप से अपेक्षाकृत बड़े (1 kWh – 10 MWh) स्थिर अनुप्रयोगों के लिए माना जाता है।<ref>{{cite journal|last=Service|first= R.F.|title=फ्लो बैटरियों में उन्नति सस्ते बैकअप पावर का वादा करती है|date=2 November 2018|journal=Science|volume=362|issue=6414|pages=508–509|doi=10.1126/science.362.6414.508|pmid=30385552|bibcode= 2018Sci...362..508S|s2cid= 53218660}}</ref> कम आवेश/ऋणावेश समय के लिए फ्लो बैटरी किफायती नहीं हैं। कुछ फ्लो बैटरी मार्केट निचे के उदाहरण हैं:
* लोड बैलेंसिंग (विद्युत शक्ति) - जहां बैटरी को [[विद्युत ग्रिड]] से जोड़ा जाता है ताकि ऑफ-पीक आवर्स के दौरान अतिरिक्त विद्युत शक्ति को स्टोर किया जा सके और पीक डिमांड अवधि के दौरान विद्युत शक्ति जारी की जा सके। इस एप्लिकेशन में अधिकांश फ्लो बैटरी केमिस्ट्री के उपयोग को सीमित करने वाली साधारण समस्या उनकी कम क्षेत्र शक्ति (ऑपरेटिंग करंट डेंसिटी) है जो बिजली की उच्च लागत में तब्दील हो जाती है।
* लोड बैलेंसिंग (विद्युत शक्ति) - जहां बैटरी को [[विद्युत ग्रिड]] से जोड़ा जाता है ताकि ऑफ-पीक आवर्स के दौरान अतिरिक्त विद्युत शक्ति को स्टोर किया जा सके और पीक डिमांड अवधि के दौरान विद्युत शक्ति जारी की जा सके। इस एप्लिकेशन में अधिकांश फ्लो बैटरी केमिस्ट्री के उपयोग को सीमित करने वाली साधारण समस्या उनकी कम क्षेत्र शक्ति (ऑपरेटिंग करंट डेंसिटी) है जो बिजली की उच्च लागत में तब्दील हो जाती है।
* पीक डिमांड की अवधि के दौरान ऋणावेश के लिए [[ पवन चक्की संयंत्र |पवन चक्की संयंत्र]] या [[फोटोवोल्टिक पावर स्टेशन]] जैसे नवीकरणीय स्रोतों से ऊर्जा का भंडारण।<ref name=REDT />* पीक शेविंग, जहां बैटरी द्वारा स्पाइक्स की मांग को पूरा किया जाता है।<ref name=redflow />{{Better source needed|reason=old|date=January 2022}}
* पीक डिमांड की अवधि के दौरान ऋणावेश के लिए [[ पवन चक्की संयंत्र |पवन चक्की संयंत्र]] या [[फोटोवोल्टिक पावर स्टेशन]] जैसे नवीकरणीय स्रोतों से ऊर्जा का भंडारण।<ref name=REDT />* पीक शेविंग, जहां बैटरी द्वारा स्पाइक्स की मांग को पूरा किया जाता है।<ref name=redflow />
* अबाधित बिजली की आपूर्ति, जहां बैटरी का उपयोग किया जाता है यदि मुख्य शक्ति निर्बाध आपूर्ति प्रदान करने में विफल रहती है।
* अबाधित बिजली की आपूर्ति, जहां बैटरी का उपयोग किया जाता है यदि मुख्य शक्ति निर्बाध आपूर्ति प्रदान करने में विफल रहती है।
* [[विद्युत शक्ति रूपांतरण]] - क्योंकि सभी सेलएं समान वैद्युत अपघट्य (ओं) को साझा करती हैं, वैद्युत अपघट्य्स को दी गई संख्या में सेलओं का उपयोग करके आवेश किया जा सकता है और एक अलग संख्या के साथ ऋणावेश किया जा सकता है। चूंकि बैटरी [[वोल्टेज]] उपयोग की जाने वाली सेलओं की संख्या के समानुपाती होता है, इसलिए बैटरी बहुत शक्तिशाली डीसी-डीसी कनवर्टर के रूप में कार्य कर सकती है। इसके अलावा, यदि सेल की संख्या लगातार बदली जाती है (इनपुट और/या आउटपुट पक्ष पर) इलेक्ट्रिक पावर रूपांतरण स्विचिंग गियर द्वारा सीमित आवृत्ति के साथ एसी/डीसी, एसी/एसी, या डीसी-एसी भी हो सकता है।<ref name=Spaziente />* [[विद्युतीय वाहन]] - क्योंकि वैद्युत अपघट्य को बदलकर फ्लो बैटरियों को तेजी से आवेशित किया जा सकता है, उनका उपयोग उन अनुप्रयोगों के लिए किया जा सकता है जहां वाहन को दहन इंजन वाले वाहन के रूप में तेजी से ऊर्जा लेने की आवश्यकता होती है।<ref name=EVRS /><ref name=EVRSfox />EV अनुप्रयोगों में अधिकांश आरएफबी रसायन शास्त्रों के साथ पाई जाने वाली एक साधारण समस्या उनकी कम ऊर्जा घनत्व है जो कम ड्राइविंग रेंज में अनुवादित होती है। [[जिंक-क्लोरीन बैटरी]]<ref>{{Cite book|chapter-url=https://www.sae.org/publications/technical-papers/content/730248/|chapter=A Zinc-Chloride Battery - The Missing Link to a Practical Electric Car|first=C. J.|last=Amato|title=एसएई तकनीकी पेपर श्रृंखला|date=1 February 1973|volume=1 |doi=10.4271/730248 |via=www.sae.org}}</ref> और अत्यधिक घुलनशील हालेट वाली बैटरी एक उल्लेखनीय अपवाद हैं।<ref name=sse />{{Better source needed|reason=old|date=January 2022}}
* [[विद्युत शक्ति रूपांतरण]] - क्योंकि सभी सेलएं समान वैद्युत अपघट्य (ओं) को साझा करती हैं, वैद्युत अपघट्य्स को दी गई संख्या में सेलओं का उपयोग करके आवेश किया जा सकता है और एक अलग संख्या के साथ ऋणावेश किया जा सकता है। चूंकि बैटरी [[वोल्टेज]] उपयोग की जाने वाली सेलओं की संख्या के समानुपाती होता है, इसलिए बैटरी बहुत शक्तिशाली डीसी-डीसी कनवर्टर के रूप में कार्य कर सकती है। इसके अलावा, यदि सेल की संख्या लगातार बदली जाती है (इनपुट और/या आउटपुट पक्ष पर) इलेक्ट्रिक पावर रूपांतरण स्विचिंग गियर द्वारा सीमित आवृत्ति के साथ एसी/डीसी, एसी/एसी, या डीसी-एसी भी हो सकता है।<ref name=Spaziente />* [[विद्युतीय वाहन]] - क्योंकि वैद्युत अपघट्य को बदलकर फ्लो बैटरियों को तेजी से आवेशित किया जा सकता है, उनका उपयोग उन अनुप्रयोगों के लिए किया जा सकता है जहां वाहन को दहन इंजन वाले वाहन के रूप में तेजी से ऊर्जा लेने की आवश्यकता होती है।<ref name=EVRS /><ref name=EVRSfox />EV अनुप्रयोगों में अधिकांश आरएफबी रसायन शास्त्रों के साथ पाई जाने वाली एक साधारण समस्या उनकी कम ऊर्जा घनत्व है जो कम ड्राइविंग रेंज में अनुवादित होती है। [[जिंक-क्लोरीन बैटरी]]<ref>{{Cite book|chapter-url=https://www.sae.org/publications/technical-papers/content/730248/|chapter=A Zinc-Chloride Battery - The Missing Link to a Practical Electric Car|first=C. J.|last=Amato|title=एसएई तकनीकी पेपर श्रृंखला|date=1 February 1973|volume=1 |doi=10.4271/730248 |via=www.sae.org}}</ref> और अत्यधिक घुलनशील हालेट वाली बैटरी एक उल्लेखनीय अपवाद हैं।<ref name=sse />
* [[स्टैंड-अलोन पावर सिस्टम|स्टैंड-अलोन पावर प्रणाली]] - इसका एक उदाहरण सेलफोन बेस स्टेशनों में है जहां कोई ग्रिड पावर उपलब्ध नहीं है। बैटरी का उपयोग सौर या पवन ऊर्जा स्रोतों के साथ उनके उतार-चढ़ाव वाले बिजली स्तरों की भरपाई के लिए और एक जनरेटर के साथ ईंधन बचाने के लिए इसका सबसे कुशल उपयोग करने के लिए किया जा सकता है।<ref name=deeya /><ref name=sandia />{{Better source needed|reason=old|date=January 2022}}
* [[स्टैंड-अलोन पावर सिस्टम|स्टैंड-अलोन पावर प्रणाली]] - इसका एक उदाहरण सेलफोन बेस स्टेशनों में है जहां कोई ग्रिड पावर उपलब्ध नहीं है। बैटरी का उपयोग सौर या पवन ऊर्जा स्रोतों के साथ उनके उतार-चढ़ाव वाले बिजली स्तरों की भरपाई के लिए और एक जनरेटर के साथ ईंधन बचाने के लिए इसका सबसे कुशल उपयोग करने के लिए किया जा सकता है।<ref name=deeya /><ref name=sandia />


== यह भी देखें ==
== यह भी देखें ==
Line 282: Line 270:
<ref name=sse>{{cite journal|last1=Tolmachev|first1=Yuriy V.|last2=Piatkivskyi|first2=Andrii|last3=Ryzhov|first3=Victor V.|last4=Konev|first4=Dmitry V.|last5=Vorotyntsev|first5=Mikhail A.|title=Energy cycle based on a high specific energy aqueous flow battery and its potential use for fully electric vehicles and for direct solar-to-chemical energy conversion|journal=Journal of Solid State Electrochemistry|date=2015|volume=19|issue= 9|pages=2711–2722|doi=10.1007/s10008-015-2805-z|s2cid=97853351}}</ref>
<ref name=sse>{{cite journal|last1=Tolmachev|first1=Yuriy V.|last2=Piatkivskyi|first2=Andrii|last3=Ryzhov|first3=Victor V.|last4=Konev|first4=Dmitry V.|last5=Vorotyntsev|first5=Mikhail A.|title=Energy cycle based on a high specific energy aqueous flow battery and its potential use for fully electric vehicles and for direct solar-to-chemical energy conversion|journal=Journal of Solid State Electrochemistry|date=2015|volume=19|issue= 9|pages=2711–2722|doi=10.1007/s10008-015-2805-z|s2cid=97853351}}</ref>
}}
}}
== बाहरी संबंध ==
== बाहरी संबंध ==
* [http://www.mpoweruk.com/flow.htm Electropaedia on Flow Batteries]
* [http://www.mpoweruk.com/flow.htm Electropaedia on Flow Batteries]
Line 290: Line 276:
* [https://arena.gov.au/blog/south-australia-goes-with-the-flow-battery/ South Australian Flow Battery Project]
* [https://arena.gov.au/blog/south-australia-goes-with-the-flow-battery/ South Australian Flow Battery Project]
* [https://www.biologic.net/documents/dc-and-ac-characterization-of-a-vanadium-redox-flow-battery-vrfb-using-a-pinflow-20-cm%c2%b2-test-lab-cell/ DC and AC characterization of a Vanadium रेडॉक्स Flow Battery (Vआरएफबी)]
* [https://www.biologic.net/documents/dc-and-ac-characterization-of-a-vanadium-redox-flow-battery-vrfb-using-a-pinflow-20-cm%c2%b2-test-lab-cell/ DC and AC characterization of a Vanadium रेडॉक्स Flow Battery (Vआरएफबी)]
{{Galvanic cells}}
{{Fuel cells}}
{{Authority control}}
{{Authority control}}


Line 300: Line 283:
[[Category:Articles with invalid date parameter in template]]
[[Category:Articles with invalid date parameter in template]]
[[Category:CS1]]
[[Category:CS1]]
[[Category:CS1 English-language sources (en)]]
[[Category:CS1 maint]]
[[Category:CS1 maint]]
[[Category:Collapse templates]]
[[Category:Collapse templates]]
[[Category:Lua-based templates]]
[[Category:Machine Translated Page]]
[[Category:Navigational boxes| ]]
[[Category:Navigational boxes without horizontal lists]]
[[Category:Pages with empty portal template]]
[[Category:Pages with script errors]]
[[Category:Portal templates with redlinked portals]]
[[Category:Short description with empty Wikidata description]]
[[Category:Sidebars with styles needing conversion]]
[[Category:Template documentation pages|Documentation/doc]]
[[Category:Templates Vigyan Ready]]
[[Category:Templates generating microformats]]
[[Category:Templates that add a tracking category]]
[[Category:Templates that are not mobile friendly]]
[[Category:Templates that generate short descriptions]]
[[Category:Templates using TemplateData]]
[[Category:Use dmy dates from November 2021]]
[[Category:Webarchive template wayback links]]
[[Category:Wikipedia metatemplates]]

Latest revision as of 15:44, 13 September 2023

Redox Flow Battery
एक जटिल प्रवाह बैटरी में तरल पदार्थ के दो टैंक होते हैं जो दो इलेक्ट्रोड के बीच एक परत के पीछे पंप होते हैं।[1]

एक फ्लो बैटरी, या रेडॉक्स फ्लो बैटरी (रिडक्शन-ऑक्सीकरण के बाद), एक प्रकार का विद्युत रासायनिक सेल है जहां रासायनिक ऊर्जा दो रासायनिक घटकों द्वारा प्रदान की जाती है, विलयन (रसायन विज्ञान) एक परत के अलग-अलग पक्षों पर प्रणाली के माध्यम से पंप किए जाते हैं।[2][3] सेल के अंदर आयन स्थानांतरण (बाहरी परिपथ के माध्यम से विद्युत प्रवाह के साथ) परत के माध्यम से होता है जबकि दोनों तरल पदार्थ अपने-अपने स्थान पर प्रसारित होते हैं। इलेक्ट्रोड क्षमता दो इलेक्ट्रोड से संरक्षित हुए सेल का संभावित अंतर रासायनिक रूप से नेर्न्स्ट समीकरण और रेंज द्वारा निर्धारित किया जाता है, व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, 1.0 से 2.43 वाल्ट तक ऊर्जा क्षमता वैद्युत अपघट्य मात्रा का एक कार्य है और शक्ति इलेक्ट्रोड के सतह क्षेत्र का एक कार्य है।

एक प्रवाह बैटरी का उपयोग ईंधन सेल की तरह किया जा सकता है (जहां खर्च किए गए ईंधन को निकाला जाता है और प्रणाली में नया ईंधन जोड़ा जाता है) या एक फिर से आवेश करने लायक संप्रहार की तरह (जहां एक विद्युत शक्ति स्रोत ईंधन के पुनर्जनन को संचालित करता है)। जबकि फ्लो बैटरियों में जटिल वैद्युत स्थैतिकी सामग्रियों के साथ पारंपरिक पुनरावेशित बैटरियों पर कुछ तकनीकी लाभ होते हैं, जैसे कि बिजली की स्वतंत्र स्केलिंग (संग्रहण के आकार द्वारा निर्धारित) और ऊर्जा (टैंकों के आकार द्वारा निर्धारित), लंबा चक्र और कैलेंडर जीवन, स्वामित्व की संभावित रूप से कम कुल लागत, लिथियम-आयन बैटरियों की तुलना में सभी प्रवाह बैटरियां अवर चक्र ऊर्जा दक्षता (50-80%) से ग्रस्त हैं। यह अवर ऊर्जा दक्षता आंतरिक क्रॉसओवर (प्रत्येक सेल के अंदर परत/विभाजक के माध्यम से) के प्रभाव को कम करने और बिजली की लागत को कम करने के लिए संग्रहण का आकार प्रवाह बैटरी को उच्च (> = 100 mA/cm2) वर्तमान घनत्व पर संचालित करने की आवश्यकता से उत्पन्न होती है।

इतिहास

जिंक-ब्रोमीन प्रवाह बैटरी सबसे पुरानी फ्लो बैटरी केमिस्ट्री है, जिसे जॉन डॉयल के पेटेंट US224404 ने 29 सितंबर, 1879 को दायर किया था। [4] Zn-Br2 प्रवाह बैटरी में अपेक्षाकृत उच्च विशिष्ट ऊर्जा होती है, और उन्हें 1970 के दशक में इलेक्ट्रिक कारों के लिए शक्ति स्रोत के रूप में प्रदर्शित किया गया था।[5] वाल्थर कांग्रो, जर्मनी में काम कर रहे एक एस्टोनियाई रसायनज्ञ, 1950 के दशक में पूरी तरह से संक्रमण धातु आयनों Ti-Fe और Cr-Fe पर आधारित प्रवाह बैटरी प्रदर्शित करने वाले पहले व्यक्ति थे,[6] Ti-Fe आरएफबी नासा और कुछ अन्य समूहों के साथ कुछ प्रारम्भिक प्रयोगों के बाद जापान और अन्य जगहों पर आगे के विकास के लिए Cr-Fe रसायन का चयन किया गया। आरएफबी साइकलिंग के दौरान समय-भिन्न एकाग्रता के प्रभाव को कम करने के लिए, मिश्रित विलयन (अर्थात नेगोलाइट और पॉसोलीट में क्रोमियम और लौह प्रजातियों दोनों को सम्मिलित किया गया) का उपयोग किया गया। Cr-Fe रसायन विज्ञान के नुकसानों में से हैं: हाइड्रेट समावयवता (अर्थात वैद्युत रासायनिकी सक्रिय Cr3+ क्लोरो-कॉम्प्लेक्स और निष्क्रिय हेक्सा-एक्वा कॉम्प्लेक्स के बीच संतुलन, जिसे चेलेटिंग अमीनो-लिगैंड्स जोड़कर कम किया जा सकता है) और नेगोड पर हाइड्रोजन विकास (जो है क्रोमियम इलेक्ट्रोड प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करने के लिए H2 ओवरवॉल्टेज और Au लवण को बढ़ाने के लिए Pb लवण जोड़कर कम किया गया)।[7] 1980 के अंत में सुम, रिचिक और स्काईलास-काजाकोस [8]ऑस्ट्रेलिया में न्यू साउथ वेल्स विश्वविद्यालय (यूएनएसडब्ल्यू) ने ऑल-वैनेडियम आरएफबी रसायन विज्ञान के लाभों का प्रदर्शन किया, जैसे कि ग्रेफाइट-जलीय एसिड इंटरफ़ेस की वैद्युत रासायनिकी वोल्टेज विंडो के भीतर चार ऑक्सीकरण अवस्थाओं का अस्तित्व, और इस प्रकार मिश्रण का उन्मूलन तनुकरण, Cr-Fe आरएफबीs में हानिकारक यूएनएसडब्ल्यू ने वीआरएफबी से संबंधित कई पेटेंट दायर किए, जिन्हें बाद में जापानी, थाई और कनाडाई निगमों को लाइसेंस दिया गया, जिन्होंने इस तकनीक को अलग-अलग सफलता के साथ व्यावसायीकरण करने की कोशिश की।[9] 2022 में, डेलियन, चीन ने 400 MWh, 100 MW वैनेडियम प्रवाह बैटरी का संचालन प्रारम्भ किया, जो उस समय की सबसे बड़ी बैटरी थी।[10]

वर्ष के अनुसार विद्युत रासायनिक ऊर्जा स्रोतों से संबंधित प्रकाशन की लॉग संख्या मजेंटा रेखा के रूप में भी दिखाया गया है, केंद्र रैखिक पैमाने में अमेरिकी डॉलर/लीटर में मुद्रास्फीति-समायोजित तेल की कीमत है।

निर्माण सिद्धांत

एक प्रवाह बैटरी एक पुनरावेशित ईंधन सेल है जिसमें एक वैद्युत अपघट्य एक या एक से अधिक विघटित वैद्युत स्थैतिकी तत्व होते हैं, जो कि एक वैद्युत रासायनिकी सेल के माध्यम से प्रवाहित होते हैं जो रासायनिक ऊर्जा को सीधे बिजली में परिवर्तित करते हैं। वैद्युत स्थैतिकी विलयन में तत्व होते हैं जो इलेक्ट्रोड प्रतिक्रिया में भाग ले सकते हैं या जो इलेक्ट्रोड पर संकीर्णित हो सकते हैं।[11]अतिरिक्त वैद्युत अपघट्य को सामान्यतः टैंकों में बाहरी रूप से संग्रहीत किया जाता है, और सामान्यतः रिएक्टर के सेल (या सेलओं) के माध्यम से पंप किया जाता है, हालांकि गुरुत्वाकर्षण फ़ीड प्रणाली भी जाना जाता है।[12] वैद्युत अपघट्य तरल को बदलकर फ्लो बैटरी को तेजी से आवेशित किया जा सकता है (आंतरिक दहन इंजन के लिए ईंधन टैंक को फिर से भरने के समान तरीके से) जबकि आवेशन के लिए खर्च की गई सामग्री को एक साथ पुनर्प्राप्त किया जा सकता है। कई प्रवाह बैटरियां कम लागत और पर्याप्त विद्युत चालकता के कारण कार्बन महसूस किए गए इलेक्ट्रोड का उपयोग करती हैं, हालांकि ये इलेक्ट्रोड कई रेडॉक्स जोड़ों की ओर कम अंतर्निहित गतिविधि के कारण कुछ हद तक बिजली घनत्व को सीमित करते हैं।[13][14] दूसरे शब्दों में, एक प्रवाह बैटरी एक विद्युत रासायनिक सेल है, जिसमें आयनिक विलयन (वैद्युत अपघट्य) संग्रहीत होता है[15] सेल के बाहर (इलेक्ट्रोड के चारों ओर सेल के बजाय) और बिजली उत्पन्न करने के लिए सेल में संगृहीत किया जा सकता है। उत्पन्न होने वाली बिजली की कुल मात्रा टैंकों में वैद्युत अपघट्य की मात्रा पर निर्भर करती है।

फ्लो बैटरियां वैद्युत रासायनिकी इंजीनियरिंग द्वारा स्थापित डिजाइन सिद्धांतों द्वारा नियंत्रित होती हैं।[16]


प्रकार

See also: बैटरी प्रकारों की सूची

अकार्बनिक प्रवाह बैटरी सहित विभिन्न और जैविक प्रवाह बैटरी प्रकार के प्रवाह सेल (बैटरी) विकसित किए गए हैं[17]।[18] प्रत्येक श्रेणी के तहत, प्रवाह बैटरी डिजाइन को आगे पूर्ण प्रवाह बैटरी, अर्ध-प्रवाह बैटरी और परत रहित प्रवाह बैटरी में वर्गीकृत किया जा सकता है। पारंपरिक बैटरियों और प्रवाह सेलओं के बीच मूलभूत अंतर यह है कि पारंपरिक बैटरी में इलेक्ट्रोड सामग्री में ऊर्जा संग्रहित होती है, जबकि प्रवाह सेलओं में यह वैद्युत अपघट्य में संग्रहित होती है। फ्लो बैटरियों के लिए पेटेंट वर्गीकरण 2021 तक पूरी तरह से विकसित नहीं हुए हैं। सहकारी पेटेंट वर्गीकरण आरएफबी को पुनर्योजी ईंधन सेल (H01M8/18) के उपवर्ग के रूप में मानता है, भले ही ईंधन सेलओं को प्रवाह बैटरी के उपवर्ग के रूप में मानना ​​अधिक उपयुक्त है।

अकार्बनिक

अकार्बनिक पूर्ण प्रवाह

रिडॉक्स (कमी-ऑक्सीकरण) सेल एक प्रतिवर्ती सेल है जिसमें रेडॉक्स-सक्रिय प्रजातियां द्रव (तरल या गैस) मीडिया में होती हैं। रेडॉक्स फ्लो बैटरी पुनरावेशित (द्वितीयक बैटरी) सेल हैं।[19]क्योंकि वे रासायनिक प्रतिक्रिया के बजाय इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण विषम इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण सॉलिड-स्टेट अभिक्रिया सॉलिड-स्टेट डिफ्यूज़न या लिथियम आयन आवेश और ऋणावेश को नियोजित करते हैं, वे पारंपरिक बैटरी (जैसे लैड एसिड या लिथियम) के बजाय ईंधन सेलओं के समान हैं -आयन)। मुख्य कारण ईंधन सेलओं को बैटरी नहीं माना जाता है, क्योंकि मूल रूप से (1800 के दशक में) ईंधन सेलओं को एक गैर-दहन विद्युत रासायनिक प्रक्रिया के माध्यम से सीधे ईंधन (और वायु) से बिजली का उत्पादन करने के साधन के रूप में उभरा, बाद में, विशेष रूप से 1960 और 1990 के दशक में, पुनरावेशित ईंधन सेलएं (अर्थात। H
2/O
2, जैसे नासा के हेलियोस प्रोटोटाइप में यूनिटाइज्ड रीजनरेटिव फ्यूल सेल) विकसित किए गए थे।

रेडॉक्स फ्लो बैटरी के उदाहरण वैनेडियम रेडॉक्स बैटरी, पॉलीसल्फाइड ब्रोमाइड बैटरी (रेगेनेसिस), आयरन रेडॉक्स फ्लो बैटरी (आईआरएफबी) और यूरेनियम रेडॉक्स फ्लो बैटरी हैं।[20]रेडॉक्स ईंधन सेल व्यावसायिक रूप से कम साधारण हैं, हालांकि कई प्रणालियाँ प्रस्तावित की गई हैं।[21][22][23][24]

वैनेडियम रिडॉक्स फ्लो बैटरियां वर्तमान में सबसे अधिक बिकने वाली फ्लो बैटरियां हैं, सीमित ऊर्जा और बिजली घनत्व के बावजूद वे अन्य रसायन विज्ञानों पर उपलब्ध होने वाले लाभों के कारण चूंकि वे दोनों इलेक्ट्रोड पर वैनेडियम का उपयोग करते हैं, वे क्रॉस-संदूषण से पीड़ित नहीं होते हैं। हालांकि, वैनेडियम लवण की सीमित घुलनशीलता, व्यवहार में इस लाभ को ऑफसेट करती है। अधिक महत्वपूर्ण रूप से वीआरएफबी की व्यावसायिक सफलता के लिए वास्तव में वैनेडियम रिडॉक्स-युगल की कार्यशील वोल्टेज रेंज के साथ कार्बन/जलीय एसिड इंटरफ़ेस की वोल्टेज विंडो का लगभग सही मेल है। यह कम लागत वाले कार्बन इलेक्ट्रोड के स्थायित्व और साइड प्रतिक्रियाओं के कम प्रभाव का आश्वासन देता है, जैसे कि H2 और O2 विकास, जिसके परिणामस्वरूप रिकॉर्ड-लंबा कैलेंडर (कई वर्ष) और चक्र (15,000-20,000 चक्र) रहता है, जो बदले में परिणाम देता है। ऊर्जा की कम स्तरीय लागत (एलसीओई, अर्थात उपयोग करने योग्य ऊर्जा, चक्र जीवन और राउंड-ट्रिप दक्षता से विभाजित प्रणाली लागत) में। फ्लो बैटरियों का लंबा जीवनकाल उनकी अपेक्षाकृत उच्च पूंजी लागत (वैनेडियम, कार्बन फेल्ट्स, बाइपोलर प्लेट्स, मेम्ब्रेन के कारण) के परिशोधन की अनुमति देता है। वैनेडियम रिडॉक्स बैटरी के लिए ऊर्जा की स्तरीकृत लागत कुछ दसियों डॉलर सेंट या € सेंट प्रति kWh के क्रम में है, जो सॉलिड-स्टेट बैटरी की तुलना में बहुत कम है और $0.05 और €0.05 के लक्ष्यों से बहुत दूर नहीं है, जैसा कि यूएस ने कहा है और ईसी सरकारी एजेंसियां।[25] व्यापक कार्यान्वयन के लिए प्रमुख चुनौतियों में सम्मिलित हैं: वी की कम प्रचुरता और उच्च लागत2O5 (> $30 / किग्रा), वीआरएफबी के लिए कच्चा माल; हाइड्रोजन और ऑक्सीजन विकास सहित परजीवी प्रतिक्रियाएं; और वी की वर्षा2O5 साइकिल चलाने के दौरान वैकल्पिक प्रवाह बैटरी प्रौद्योगिकियों को विकसित करने के लिए यह प्रमुख प्रेरक शक्ति है।

पारंपरिक प्रवाह बैटरी केमिस्ट्री में कम विशिष्ट ऊर्जा होती है (जो उन्हें पूरी तरह से इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए बहुत भारी बनाती है) और कम विशिष्ट शक्ति (जो उन्हें स्थिर ऊर्जा भंडारण के लिए बहुत महंगा बनाती है)। हालाँकि 1.4 W/cm की उच्च शक्ति2 को हाइड्रोजन-ब्रोमीन प्रवाह बैटरी के लिए प्रदर्शित किया गया था, और एक उच्च विशिष्ट ऊर्जा (टैंक स्तर पर 530 Wh/kg) हाइड्रोजन-ब्रोमेट प्रवाह बैटरी के लिए दिखाई गई थी[26][27][28] 2022 में, DARPA लघु व्यवसाय नवाचार अनुसंधान इनफ़्लुइट एनर्जी ने एक जलीय घोल में निलंबित धातु ऑक्साइड से बने एक गैर-ज्वलनशील, सतह-संशोधित नैनोइलेक्ट्रोफ्यूल की घोषणा की। लायन बैटरी की तुलना में उच्च सांद्रता और सुविधाओं और ऊर्जा घनत्व पर भी सामग्री विलयन से बाहर नहीं निकलती है। ऑपरेटिंग तापमान -40 से 80 डिग्री सेल्सियस है। उन्हें लिथियम, भारी धातुओं या दुर्लभ-पृथ्वी तत्वों की आवश्यकता नहीं होती है।[29][30]


अकार्बनिक अर्ध-प्रवाह आरएफबीs

हाइब्रिड फ्लो बैटरी एक जटिल परत के रूप में जमा एक या एक से अधिक वैद्युत स्थैतिकी घटकों का उपयोग करती है।[31]एक जटिल राज्य इलेक्ट्रोड का उपयोग करने से पूर्ण प्रवाह बैटरी में देखा जाने वाला प्रमुख नुकसान ऊर्जा और शक्ति का नुकसान है। सेल में एक बैटरी इलेक्ट्रोड और एक ईंधन सेल इलेक्ट्रोड होता है। यह प्रकार इलेक्ट्रोड सतह क्षेत्र द्वारा ऊर्जा में सीमित है। हाइब्रिड फ्लो बैटरियों में जिंक-ब्रोमीन फ्लो बैटरी | जिंक-ब्रोमीन, जिंक सेरियम रेडॉक्स फ्लो बैटरी | जिंक-सेरियम सम्मिलित हैं।[32]घुलनशील लेड-एसिड बैटरी| लेड-एसिड,[33] और लौह-नमक प्रवाह बैटरी। वेंग एट अल।[34] 1.93 V के प्रायोगिक OCV और 1.70 V के ऑपरेटिंग वोल्टेज के साथ वैनेडियम- धातु हाइड्राइड पुनरावेशित हाइब्रिड फ्लो बैटरी की सूचना दी, जलीय वैद्युत अपघट्य्स के साथ पुनरावेशित फ्लो बैटरी के बीच अपेक्षाकृत उच्च मूल्य। इस हाइब्रिड बैटरी में ग्रेफाइट फेल्ट पॉजिटिव इलेक्ट्रोड होता है जो मिश्रित घोल में काम करता है VOSO
4और H
2SO
4, और पोटेशियम हाइड्रोक्साइड जलीय घोल में एक धातु हाइड्राइड नकारात्मक इलेक्ट्रोड। अलग-अलग पीएच के दो वैद्युत अपघट्य्स एक द्विध्रुवीय परत से अलग होते हैं। प्रणाली ने कूलम्ब (95%), ऊर्जा (84%), और वोल्टेज (88%) में अच्छी प्रतिवर्तीता और उच्च क्षमता का प्रदर्शन किया। उन्होंने इस रेडॉक्स जोड़े के और सुधारों की सूचना दी, जिसमें वर्तमान घनत्व में वृद्धि हुई है, जिसमें 100 सेंटीमीटर2 बड़ा सम्मिलित है इलेक्ट्रोड, और श्रृंखला में 10 बड़ी सेलओं का संचालन। उतार-चढ़ाव वाले सिम्युलेटेड पावर इनपुट का उपयोग करते हुए प्रारंभिक डेटा ने kWh स्केल स्टोरेज की व्यवहार्यता का परीक्षण किया।[35] 2016 में, एक उच्च ऊर्जा घनत्व Mn(VI)/Mn(VII)-Zn हाइब्रिड फ्लो बैटरी प्रस्तावित की गई थी।[36]

एक प्रोटोटाइप जिंक-पॉलीआयोडाइड प्रवाह बैटरी ने 167 Wh/L (वाट-घंटे प्रति लीटर) की ऊर्जा घनत्व का प्रदर्शन किया। पुरानी जिंक-ब्रोमाइड सेलएं 70 Wh/L तक पहुंच जाती हैं। तुलना के लिए, लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी 233 Wh/L स्टोर करती है। जिंक-पॉलीआयोडाइड बैटरी को अम्लीय वैद्युत अपघट्य्स की अनुपस्थिति, गैर-ज्वलनशीलता और ऑपरेटिंग रेंज के कारण अन्य प्रवाह बैटरी की तुलना में सुरक्षित होने का दावा किया जाता है। −4 to 122 °F (−20 to 50 °C) जिसके लिए व्यापक कूलिंग परिपथरी की आवश्यकता नहीं होती है, जो वजन और जगह घेरती है। एक अनसुलझा मुद्दा नकारात्मक इलेक्ट्रोड पर जस्ता निर्माण है जो परत में प्रवेश कर सकता है, दक्षता को कम कर सकता है। Zn डेन्ड्राइट गठन के कारण, Zn-halide बैटरियां उच्च धारा घनत्व (> 20 mA/cm) पर काम नहीं कर सकतीं2) और इस प्रकार सीमित शक्ति घनत्व है। ZnI बैटरी के वैद्युत अपघट्य में अल्कोहल मिलाने से समस्या में मदद मिल सकती है।[37] Zn/I आरएफबी की कमियां आयोडाइड लवण (> $20 / किग्रा) की उच्च लागत पर हैं; Zn जमाव की सीमित क्षेत्र क्षमता भी विघटित ऊर्जा और शक्ति को खो रही है; और Zn डेन्ड्राइट गठन।

जब बैटरी पूरी तरह से ऋणावेश हो जाती है, तो दोनों टैंकों में समान वैद्युत अपघट्य घोल होता है: सकारात्मक रूप से आवेशित जिंक आयनों का मिश्रण (Zn2+
) और ऋणावेशित आयोडाइड आयन, (I−
). जब आवेश किया जाता है, तो एक टैंक में एक और नकारात्मक आयन, पॉलीआयोडाइड होता है, (I−
3). बैटरी बाहरी टैंकों से तरल को बैटरी के स्टैक क्षेत्र में पंप करके बिजली पैदा करती है जहां तरल पदार्थ मिश्रित होते हैं। स्टैक के अंदर, जिंक आयन एक चयनात्मक परत से होकर गुजरते हैं और स्टैक के नकारात्मक पक्ष पर धात्विक जिंक में परिवर्तित हो जाते हैं।[38] जिंक-आयोडाइड प्रवाह बैटरी, ब्रोमाइड आयनों की ऊर्जा घनत्व को और बढ़ाने के लिए (Br
–) आयोडीन-ब्रोमाइड आयन बनाने, मुक्त आयोडीन को स्थिर करने के लिए जटिल एजेंट के रूप में उपयोग किया जाता है (I
2Br−
) आवेश स्टोरेज के लिए आयोडाइड आयनों को मुक्त करने के साधन के रूप में।[39] प्रोटॉन प्रवाह बैटरी (पीएफबी) एक धातु हाइड्राइड स्टोरेज इलेक्ट्रोड को एक प्रतिवर्ती प्रोटॉन विनिमय परत (पीईएम) ईंधन सेल में एकीकृत करती है। आवेश करने के दौरान, पीएफबी ईंधन सेल के एक इलेक्ट्रोड में इलेक्ट्रॉनों और धातु के कणों के साथ विभाजित पानी से उत्पन्न हाइड्रोजन आयनों को जोड़ता है। ऊर्जा एक जटिल-अवस्था धातु हाइड्राइड के रूप में संग्रहित होती है। जब प्रक्रिया उलट जाती है और प्रोटॉन परिवेशी ऑक्सीजन के साथ जुड़ जाते हैं तो निर्वहन बिजली और पानी का उत्पादन करता है। लिथियम से कम खर्चीली धातु का उपयोग किया जा सकता है और लिथियम सेल की तुलना में अधिक ऊर्जा घनत्व प्रदान करता है।[40][41]





जैविक

रिडॉक्स फ्लो बैटरियों की तुलना में जो अकार्बनिक हैं, जैसे वैनेडियम रिडॉक्स फ्लो बैटरियां और Zn-Br2 बैटरियां, जो दशकों से विकसित की गई हैं, ऑर्गेनिक रेडॉक्स फ्लो बैटरियां 2009 में उभरीं। ऑर्गेनिक रेडॉक्स फ्लो बैटरियों की प्राथमिक अपील ट्यून करने योग्य रेडॉक्स गुणों में निहित है। सक्रिय घटकों की। 2021 तक, जैविक आरएफबी कम स्थायित्व (अर्थात कैलेंडर या चक्र जीवन, या दोनों) का अनुभव करता है। इस कारण से, व्यावसायिक स्तर पर केवल अकार्बनिक आरएफबी का प्रदर्शन किया गया है।[42] कार्बनिक रेडॉक्स प्रवाह बैटरी को आगे जलीय (एओआरएफबी) और गैर-जलीय (एनएओआरएफबी) में वर्गीकृत किया जा सकता है।[43][44] AOआरएफबी वैद्युत अपघट्य सामग्री के लिए विलायक के रूप में पानी का उपयोग करते हैं जबकि NAOआरएफबी कार्बनिक सॉल्वैंट्स का उपयोग करते हैं। AOआरएफबीs और NAOआरएफबीs को कुल और संकर जैविक प्रणालियों में विभाजित किया जा सकता है। पूर्व केवल कार्बनिक इलेक्ट्रोड सामग्री का उपयोग करते हैं, जबकि बाद वाले एनोड या कैथोड के लिए अकार्बनिक सामग्री का उपयोग करते हैं। बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण में, कम विलायक लागत और उच्च चालकता एओआरएफबी को अधिक व्यावसायिक क्षमता प्रदान करती है, साथ ही पानी आधारित वैद्युत अपघट्य्स से सुरक्षा लाभ प्रदान करती है। इसके बजाय NAOआरएफबी बहुत अधिक वोल्टेज विंडो प्रदान करते हैं और कम भौतिक स्थान घेरते हैं।

पीएच तटस्थ AOआरएफबीs

पीएच न्यूट्रल एओआरएफबी पीएच 7 स्थितियों में संचालित होते हैं, सामान्यतः सहायक वैद्युत अपघट्य के रूप में सोडियम क्लोराइड का उपयोग करते हैं। पीएच तटस्थ स्थितियों में, संक्षारक अम्लीय और क्षारीय स्थितियों की तुलना में कार्बनिक और ऑर्गेनोमेटिक अणु अधिक स्थिर होते हैं। उदाहरण के लिए, K4[Fe(CN)], AOआरएफबीs में प्रयुक्त होने वाला एक सामान्य कैथोलाइट, क्षारीय विलयनों में स्थिर नहीं होता है, लेकिन pH उदासीन अवस्थाओं में होता है।[45] AOआरएफबीs ने Paraquat को एनोलिट के रूप में और 4-हाइड्रॉक्सी-2,2,6,6-टेट्रामेथिलपाइपरिडिन-1-ऑक्सील को pH न्यूट्रल परिस्थितियों में कैथोलाइट के रूप में, प्लस NaCL और एक कम लागत वाले आयन एक्सचेंज मेम्ब्रेन के रूप में उपयोग किया। इस MV/TEMPO प्रणाली में उच्चतम सेल वोल्टेज, 1.25 है{{nbsp}एओआरएफबी के लिए वी, और संभवत: सबसे कम पूंजीगत लागत ($180/किलोवाट घंटा) रिपोर्ट की गई। जलीय तरल वैद्युत अपघट्य्स को मौजूदा बुनियादी ढांचे को बदले बिना मौजूदा प्रणाली के लिए ड्रॉप-इन प्रतिस्थापन के रूप में डिजाइन किया गया था। एक 600-मिलीवाट परीक्षण बैटरी 100 चक्रों के लिए स्थिर थी जिसमें 20 से 100 mA/cm तक की वर्तमान घनत्व पर लगभग 100 प्रतिशत दक्षता थी।2, इष्टतम प्रदर्शन के साथ 40-50 पर रेट किया गया{{nbsp}एमए, जिस पर बैटरी के मूल वोल्टेज का लगभग 70% बरकरार रखा गया था।[46][47] संक्षारक आरएफबीs की तुलना में वैद्युत रासायनिकी प्रदर्शन दिखाते हुए तटस्थ AOआरएफबीs एसिड या क्षारीय AOआरएफबीs की तुलना में अधिक पर्यावरण के अनुकूल हो सकते हैं। MV/टेम्पो AOआरएफबी का ऊर्जा घनत्व 8.4 है{{nbsp}टेम्पो की तरफ सीमा के साथ क/ली। यूटा स्टेट यूनिवर्सिटी में लियू के समूह द्वारा मुख्य रूप से वायोलोजेन-आधारित प्रवाह बैटरी विकसित की गई हैं। 2019 में, समूह ने 10 Wh/L के ऊर्जा घनत्व पर 1000 चक्रों के लिए एक अल्ट्रालाइट सल्फ़ोनेट -वायलोजेन/ ferrocyanide AOआरएफबी स्थिर होने की सूचना दी, जो अब तक का सबसे स्थिर, ऊर्जा सघन AOआरएफबी है।[48]


अम्लीय एओआरएफबी

क्विनोन और उनके डेरिवेटिव कई कार्बनिक रेडॉक्स प्रणाली का आधार हैं।[49][50][51] एक अध्ययन में, 1,2-डायहाइड्रोबेंजोक्विनोन-3,5-डिसल्फोनिक एसिड (बीक्यूडीएस) और 1,4-डायहाइड्रोबेंजोक्विनोन-2-सल्फोनिक एसिड (बीक्यूएस) को कैथोड के रूप में नियोजित किया गया था, और पारंपरिक पीबी/लीड (II) सल्फेट। पीबीएसओ4हाइब्रिड एसिड एओआरएफबी में एनोलाइट था। Quinones पारंपरिक कैथोलिक में एक की तुलना में विद्युत आवेश की दो इकाइयाँ स्वीकार करता है, जिसका अर्थ है कि ऐसी बैटरी किसी दिए गए आयतन में दोगुनी ऊर्जा संग्रहित कर सकती है।

एक अन्य क्विनोन 9,10-एंथ्राक्विनोन-2,7-डिसल्फोनिक एसिड (एक्यूडीएस) का मूल्यांकन किया गया है।[52]AQDS सल्फ्यूरिक एसिड में एक ग्लासी कार्बन इलेक्ट्रोड पर तेजी से, प्रतिवर्ती दो-इलेक्ट्रॉन/दो-प्रोटोन की कमी से गुजरता है। सस्ते कार्बन इलेक्ट्रोड के साथ एक जलीय प्रवाह बैटरी, क्विनोन/हाइड्रोक्विनोन जोड़े को Br
2/Br−
 रेडॉक्स युगल, 6,000 W/m से अधिक अधिकतम गैल्वेनिक शक्ति घनत्व उत्पन्न करता है2 13,000 ए/एम पर2। साइकिल चलाने से प्रति चक्र > 99% भंडारण क्षमता प्रतिधारण दिखाई दी। वॉल्यूमेट्रिक ऊर्जा घनत्व 20 Wh/L से अधिक था।[53]एंथ्राक्विनोन-2-सल्फ़ोनिक एसिड और एंथ्राक्विनोन-2,6-डिसल्फ़ोनिक एसिड नकारात्मक पक्ष पर और 1,2-डायहाइड्रोबेंजोक्विनोन- 3,5-डिसल्फ़ोनिक एसिड सकारात्मक पक्ष पर खतरनाक ब्र के उपयोग से बचा जाता है2. बैटरी को बिना किसी गिरावट के 1,000 चक्रों तक चलने का दावा किया गया था।[54] जबकि यह प्रणाली मजबूत दिखाई देती है, इसमें कम सेल वोल्टेज (ca. 0.55 V) और कम ऊर्जा घनत्व (< 4 Wh/L).

वैद्युत अपघट्य के रूप में उपयोग किए जाने वाले हाइड्रोब्रोमिक एसिड को कम विषैले क्षारीय घोल से बदल दिया गया है (1{{nbsp}एम पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड) और फेरोसाइनाइड।[55] उच्च पीएच कम संक्षारक है, जिससे सस्ती बहुलक टैंकों का उपयोग किया जा सकता है। परत में बढ़े हुए विद्युत प्रतिरोध की भरपाई बढ़े हुए वोल्टेज से की गई। सेल वोल्टेज 1.2 था में।[56][57] सेल की दक्षता 99% से अधिक हो गई, जबकि राउंड-ट्रिप दक्षता 84% मापी गई। बैटरी ने कम से कम 1,000 चक्रों के अपेक्षित जीवनकाल की पेशकश की। इसकी सैद्धांतिक ऊर्जा घनत्व 19 थी{{nbsp}क/एल.[58] Fe(OH) बनाए बिना उच्च pH KOH विलयन में फेरोसाइनाइड की रासायनिक स्थिरता2 या फे (ओएच)3 स्केल-अप से पहले सत्यापित करने की आवश्यकता है।

एनोलीटे और कैथोलाइट दोनों को एक ही अणु में एकीकृत करने की जांच की गई है। इस तरह के द्विकार्यात्मक विश्लेषण [59] या कॉम्बी-अणु[60] दोनों टैंकों में समान सामग्री के उपयोग की अनुमति दें। एक टैंक में यह एक इलेक्ट्रॉन दाता है, जबकि दूसरे टैंक में यह एक इलेक्ट्रॉन प्राप्तकर्ता है। इसके प्रासंगिक लाभ हैं जैसे क्रॉसओवर के प्रभाव को कम करना। [61] इस प्रकार, क्विनोन डायमिनोएंथ्राक्विनोन [61] और इंडिगो आधारित[59] अणुओं के साथ-साथ टेम्पो/फेनज़ीन 

संयोजन अणु सममित रेडॉक्स-फ्लो बैटरी (Sआरएफबी) के विकास के लिए संभावित वैद्युत अपघट्य्स हैं।

एक अन्य दृष्टिकोण ने ब्लैटर रैडिकल को दाता/प्राप्तकर्ता के रूप में अपनाया। इसने परीक्षणों में 275 आवेश और ऋणावेश चक्रों को सहन किया, हालांकि यह पानी में घुलनशील नहीं था। [62]





क्षारीय

क्विनोन अणुओं का उपयोग क्षारीय एआरओएफबी में एनोलिट्स के रूप में किया गया है। एक अन्य एनोलाइट उम्मीदवार फ्लोरोनोन है, इसकी पानी में घुलनशीलता बढ़ाने के लिए इसे फिर से बनाया गया है। एक प्रतिवर्ती कीटोन (डी) हाइड्रोजनीकरण प्रदर्शन सेल बिना किसी उत्प्रेरक के कमरे के तापमान पर 1,111 आवेशिंग चक्रों में 120 दिनों तक लगातार संचालित होता है, जो 97% प्रतिशत क्षमता बनाए रखता है। सेल वैनेडियम-आधारित प्रणालियों की ऊर्जा घनत्व से दोगुनी से अधिक की पेशकश करता है।[63][64] क्षारीय एओआरएफबी के लिए प्रमुख चुनौती एक स्थिर कैथोलिक की कमी है, जो उनकी ऊर्जा घनत्व को 5 Wh/L से कम रखता है। क्षारीय घोलों में फेरोसाइनाइड की स्थिरता के मुद्दे के कारण सभी रिपोर्ट किए गए क्षारीय एओआरएफबी अतिरिक्त पोटेशियम फेरोसाइनाइड कैथोलाइट का उपयोग करते हैं।

रेडॉक्स-सक्रिय धातुओं के गुणों में सुधार करने के लिए धातु-कार्बनिक प्रवाह बैटरी कार्बनिक लिगेंड का उपयोग करती हैं। लिगैंड एथिलीनडायमिनेटेट्राएसिटिक एसिड की तरह केलेशन हो सकते हैं, और वैद्युत अपघट्य को तटस्थ या क्षारीय स्थितियों में सक्षम कर सकते हैं जिसके तहत मेटल एक्वा कॉम्प्लेक्स अन्यथा अवक्षेपित हो जाते हैं। धातु के लिए पानी के समन्वय को अवरुद्ध करके, कार्बनिक लिगेंड धातु-उत्प्रेरित जल विभाजन | जल-विभाजन प्रतिक्रियाओं को रोक सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप उच्च वोल्टेज सभी-जलीय प्रणालियां होती हैं। उदाहरण के लिए, क्रोमियम के 1,3-प्रोपेनेडियमिनेटेट्राएसेटेट (पीडीटीए) के लिए समन्वित उपयोग ने 1.62 वी बनाम फेरोसाइनाइड और एक रिकॉर्ड 2.13 वी बनाम ब्रोमिन की सेल क्षमता प्रदान की।[65] धातु-जैविक प्रवाह बैटरी को समन्वय रसायन प्रवाह बैटरी के रूप में जाना जा सकता है, जो लॉकहीड मार्टिन की ग्रिडस्टार फ्लो तकनीक के पीछे की तकनीक का प्रतिनिधित्व करती है।[66]


ओलिगोमेर

कम लागत वाली झिल्लियों का उपयोग करते हुए, वैद्युत स्थैतिकी प्रजातियों के क्रॉसओवर को कम करने के लिए ओलिगोमर रेडॉक्स-प्रजाति आरएफबी का प्रस्ताव किया गया है। ऐसे रेडॉक्स-सक्रिय ओलिगोमर्स को रेडॉक्सिमर्स के रूप में जाना जाता है। एक प्रणाली सेल्यूलोज परत के साथ कार्बनिक पॉलिमर और एक खारा विलयन का उपयोग करती है। पर्याप्त क्षमता बनाए रखते हुए प्रोटोटाइप 10,000 आवेशिंग चक्रों से गुजरा। ऊर्जा घनत्व 10 Wh/L था।[67] वर्तमान घनत्व 100 मिलीमीटर/सेमी2 तक पहुंच गया।[68] एक अन्य ओलिगोमर आरएफबी कम लागत वाले डायलिसिस (रसायन विज्ञान) झिल्लियों के संयोजन में वायोलोजन और टेम्पो रिडॉक्सिमर्स को नियोजित करता है। पानी में घुले कार्यात्मक बड़े अणुओं (एक्रिलिक ग्लास या स्टायरोफोम के समान) सक्रिय इलेक्ट्रोड सामग्री हैं। आकार-चयनात्मक नैनोपोरस परत एक छलनी की तरह काम करती है और पारंपरिक आयन-चयनात्मक परत की तुलना में बहुत अधिक आसानी से और कम लागत पर निर्मित होती है। यह छोटे स्पेगेटी जैसे बहुलक अणुओं को बनाए रखता है, जबकि छोटे काउंटरों को पारित करने की अनुमति देता है।[69] अवधारणा पारंपरिक नैफ़आयन परत की उच्च लागत को हल कर सकती है, लेकिन उच्च पानी में घुलनशीलता के साथ रेडॉक्स सक्रिय बहुलक का डिज़ाइन और संश्लेषण तुच्छ नहीं है। अब तक, ओलिगोमेर रेडॉक्स-प्रजातियों वाले आरएफबी ने प्रतिस्पर्धी क्षेत्र-विशिष्ट शक्ति का प्रदर्शन नहीं किया है। यह स्पष्ट नहीं है कि कम ऑपरेटिंग वर्तमान घनत्व बड़े रेडॉक्स-अणुओं की आंतरिक विशेषता है या नहीं।





परत रहित

एक परत रहित बैटरी[70] लामिनार प्रवाह पर निर्भर करता है जिसमें दो तरल पदार्थ एक चैनल के माध्यम से पंप किए जाते हैं, जहां वे ऊर्जा को स्टोर या रिलीज करने के लिए वैद्युत रासायनिकी प्रतिक्रियाओं से गुजरते हैं। विलयन थोड़ा मिश्रण के साथ समानांतर में प्रवाहित होते हैं। प्रवाह स्वाभाविक रूप से तरल पदार्थ को अलग करता है, परत की आवश्यकता को समाप्त करता है।[71]

मेम्ब्रेन अक्सर बैटरी के सबसे महंगे और कम विश्वसनीय घटक होते हैं, क्योंकि कुछ अभिकारकों के बार-बार संपर्क में आने से उन्हें जंग लग सकती है। एक परत की अनुपस्थिति एक तरल ब्रोमीन विलयन और हाइड्रोजन के उपयोग को सक्षम करती है: यह संयोजन समस्याग्रस्त है जब परत का उपयोग किया जाता है, क्योंकि वे हाइड्रोब्रोमिक एसिड बनाते हैं जो परत को नष्ट कर सकते हैं। दोनों सामग्री कम कीमत पर उपलब्ध हैं।[72]डिजाइन दो इलेक्ट्रोड के बीच एक छोटे चैनल का उपयोग करता है। ग्रेफाइट कैथोड के ऊपर चैनल के माध्यम से तरल ब्रोमीन बहता है और झरझरा एनोड के नीचे हाइड्रोब्रोमिक एसिड बहता है। इसी समय, हाइड्रोजन गैस एनोड में प्रवाहित होती है। बैटरी को आवेशित करने के लिए रासायनिक प्रतिक्रिया को उल्टा किया जा सकता है - किसी भी परत रहित डिजाइन के लिए पहली बार।[72]अगस्त 2013 में प्रकाशित ऐसी ही एक परत रहित प्रवाह बैटरी ने 0.795 mW/cm की अधिकतम शक्ति घनत्व का उत्पादन किया2, अन्य परत रहित प्रणालियों की तुलना में तीन गुना अधिक शक्ति घनत्व- और लिथियम-आयन बैटरी की तुलना में अधिक परिमाण का एक क्रम।[72]

2018 में, कई चक्रों के लिए एक ही वैद्युत अपघट्य धाराओं के आवेशन और रीसर्क्युलेशन में सक्षम मैक्रोस्केल मेम्ब्रेनलेस रेडॉक्स फ्लो बैटरी का प्रदर्शन किया गया है। बैटरी अमिश्रणीय कार्बनिक कैथोलाइट और जलीय एनोलाइट तरल पदार्थों पर आधारित है, जो साइकिल चलाने के दौरान उच्च क्षमता प्रतिधारण और कूलम्बिक दक्षता प्रदर्शित करती है।[73]


नैनो-नेटवर्क

नैनोकणों के एक नेटवर्क में व्यवस्थित लिथियम-सल्फर प्रणाली उस आवश्यकता को समाप्त कर देती है जो आवेश उन कणों से अंदर और बाहर जाता है जो एक संवाहक प्लेट के सीधे संपर्क में होते हैं। इसके बजाय, नैनोपार्टिकल नेटवर्क बिजली को पूरे तरल में प्रवाहित करने की अनुमति देता है। इससे अधिक ऊर्जा निकाली जा सकती है।[74]


अन्य रसायन

अन्य प्रवाह-प्रकार की बैटरियों में जिंक-सेरियम बैटरी जिंक-सेरियम हाइब्रिड फ्लो बैटरी, जिंक-ब्रोमीन बैटरी जिंक-ब्रोमीन हाइब्रिड फ्लो बैटरी और हाइड्रोजन ब्रोमीन बैटरी सम्मिलित हैं।

अन्य प्रवाह-प्रकार की बैटरी

अर्द्ध जटिल

Semi-सॉलिड फ्लो बैटरी
330 x 0 पिक्स

अर्ध-जटिल प्रवाह बैटरी|सेमी-सॉलिड फ्लो सेल में, धनात्मक और ऋणात्मक इलेक्ट्रोड एक वाहक तरल में निलंबित कणों से बने होते हैं। सकारात्मक और नकारात्मक निलंबन अलग-अलग टैंकों में संग्रहीत होते हैं और अलग-अलग पाइपों के माध्यम से आसन्न प्रतिक्रिया कक्षों के संग्रहण में पंप किए जाते हैं, जहां वे एक पतली, झरझरा परत जैसे अवरोध से अलग होते हैं। दृष्टिकोण जलीय-प्रवाह बैटरी की मूल संरचना को जोड़ती है, जो एक तरल वैद्युत अपघट्य में निलंबित इलेक्ट्रोड सामग्री का उपयोग करती है, कार्बन मुक्त निलंबन और प्रवाहकीय कार्बन नेटवर्क के साथ स्लरी दोनों में लिथियम-आयन बैटरी की रसायन शास्त्र के साथ।[1][76][77] कार्बन मुक्त अर्ध-जटिल रेडॉक्स प्रवाह बैटरी को कभी-कभी जटिल फैलाव रेडॉक्स प्रवाह बैटरी भी कहा जाता है।[78] किसी पदार्थ को घोलने से उसका रासायनिक व्यवहार महत्वपूर्ण रूप से बदल जाता है। हालांकि, जटिल सामग्री के निलंबित टुकड़े जटिल की विशेषताओं को बरकरार रखते हैं। परिणाम एक चिपचिपा निलंबन है जो गुड़ की तरह बहता है।[79]






रिडॉक्स-लक्षित जटिल

रेडॉक्स-लक्षित जटिल (आरओटीएस) के साथ प्रवाह बैटरी, जिसे जटिल ऊर्जा बूस्टर (एसईबी) भी कहा जाता है, एक और हालिया विकास है। 

[80]

इन बैटरियों में या तो पॉसोलाइट या नेगोलाइट या दोनों (उर्फ रेडॉक्स तरल पदार्थ), एक या एक से अधिक जटिल वैद्युत स्थैतिकी सामग्रियों के संपर्क में आते हैं, जो पावर स्टैक के बाहर टैंकों में संग्रहीत होते हैं। रेडॉक्स तरल पदार्थ में एक या एक से अधिक रेडॉक्स जोड़े सम्मिलित होते हैं, जिसमें रेडॉक्स क्षमता जटिल वैद्युत स्थैतिकी सामग्री की रेडॉक्स क्षमता को फ़्लैंक करती है। सॉलिड एनर्जी बूस्टर्स (SEBs) वाले ऐसे आरएफबी पारंपरिक बैटरियों (जैसे लिथियम-आयन) के उच्च विशिष्ट ऊर्जा लाभ को फ्लो बैटरियों के डिकूपल्ड एनर्जी-पॉवर लाभ के साथ जोड़ते हैं। एसईबी (आरओटीएस) आरएफबी के पास अर्ध-जटिल आरएफबी की तुलना में कई लाभ हैं, जैसे चिपचिपा स्लरी पंप करने की कोई ज़रूरत नहीं है, कोई वर्षा/क्लॉगिंग नहीं, उच्च क्षेत्र-विशिष्ट शक्ति, लंबे समय तक स्थायित्व, व्यापक रासायनिक डिजाइन स्थान। हालांकि, दोहरे ऊर्जा नुकसान (एक संग्रहण में और दूसरा एसईबी (आरओटीएस) और मध्यस्थ के बीच टैंक में) के कारण, ऐसी बैटरी खराब ऊर्जा दक्षता से ग्रस्त हैं। प्रणाली-स्तर पर, पारंपरिक लिथियम-आयन बैटरियों की व्यावहारिक विशिष्ट ऊर्जा लिथियम-आयन बैटरियों के SEB (ROTS)-प्रवाह संस्करणों की तुलना में बड़ी होती है। [81]

युग्म मैक्स। सेल वोल्टेज (वी) औसत इलेक्ट्रोड शक्ति घनत्व (W/m2) औसत द्रव ऊर्जा घनत्व चक्रण
हाइड्रोजन–लिथियम ब्रोमेट 1.1 15,000 750 क/किग्रा
हाइड्रोजन–लिथियम क्लोरेट 1.4 10,000 1400 क/किग्रा
ब्रोमीन-हाइड्रोजन 1.07 7,950
आयरन–टिन 0.62 < 200
आयरन–टाइटेनियम 0.43 < 200
आयरन–क्रोमियम 1.07 < 200
लोहा–लोहा 1.21 < 1000 20 क/ली 10,000
ऑर्गेनिक (2013) 0.8 13,000 21.4 क/ली 10
ऑर्गेनिक (2015) 1.2 7.1 क/ली 100
एमवी-टेम्पो 1.25 8.4 क/ली 100
सल्फोनेट वायोलोजेन (NH4)4[Fe(CN)6] 0.9 > 500 10 क/ली 1,000
धातु-जैविक –फेरोसाइनाइड[65] 1.62 2,000 21.7 क/ली 75
मेटल-ऑर्गेनिक –ब्रोमीन[65] 2.13 3,000 35 क/ली 10
वैनेडियम-वैनेडियम (सल्फेट) 1.4 ~800 25  क/ली
वैनेडियम-वैनेडियम (ब्रोमाइड) 50 क/ली 2,000[2]
सोडियम-ब्रोमीन पॉलीसल्फ़ाइड 1.54 ~800
सोडियम-पोटेशियम[82]
सल्फर-ऑक्सीजन-नमक[83]
जिंक-ब्रोमीन 1.85 ~1,000 75 क/किग्रा > 2,000
लीड-एसिड (मेथेनसल्फोनेट) 1.82 ~1,000
जिंक-सेरियम (मेथेनसल्फोनेट) 2.43 < 1,200–2,500
Zn-Mn(VI)/Mn(VII) 1.2 60 Wh/L[36]

जिंक-ब्रोमीन फ्लो बैटरियां सबसे पुरानी हैं, उनकी उत्पत्ति 1880 के दशक में हुई थी।[84]

लाभ

रेडॉक्स फ्लो बैटरी, और कुछ हद तक हाइब्रिड फ्लो बैटरी के लाभ हैं

  • ऊर्जा (टैंक) और शक्ति (संग्रहण) का स्वतंत्र स्केलिंग, जो लागत/वजन/आदि के लिए अनुमति देता है। प्रत्येक आवेदन के लिए अनुकूलन
  • लंबा चक्र और कैलेंडर रहता है (क्योंकि जटिल-से-जटिल चरण संक्रमण नहीं होते हैं, जो लिथियम-आयन और संबंधित बैटरी के क्षरण का कारण बनते हैं)
  • त्वरित प्रतिक्रिया समय
  • इक्वलाइज़ेशन आवेश करने की कोई ज़रूरत नहीं है (बैटरी की ओवरआवेशिंग यह सुनिश्चित करने के लिए कि सभी सेल का एक समान आवेश हो)
  • कोई हानिकारक उत्सर्जन नहीं
  • खड़े होने के दौरान थोड़ा या कोई स्व-निर्वहन नहीं
  • वैद्युत स्थैतिकी सामग्रियों का पूर्ण पुनर्चक्रण

कुछ प्रकार आसान स्थिति-प्रभारी निर्धारण (आवेश पर वोल्टेज निर्भरता के माध्यम से), कम रखरखाव और ओवरआवेश/ओवरऋणावेश के लिए सहनशीलता भी प्रदान करते हैं।

सुरक्षित हैं क्योंकि

  • उनमें सामान्यतः ज्वलनशील वैद्युत अपघट्य्स नहीं होते हैं
  • वैद्युत अपघट्य्स को पावर स्टैक से दूर रखा जा सकता है।

ये तकनीकी खूबियां रेडॉक्स फ्लो बैटरियों को बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण के लिए एक उपयुक्त विकल्प बनाती हैं।

नुकसान

जटिल वैद्युत स्थैतिकी सामग्री वाली बैटरियों की तुलना में फ्लो बैटरियों के तीन मुख्य नुकसान हैं [84]* कम ऊर्जा घनत्व (ऊर्जा की उपयोगी मात्रा को संग्रहित करने के लिए आपको वैद्युत अपघट्य के बड़े टैंक की आवश्यकता होती है)

  • कम आवेश और ऋणावेश रेट (अन्य औद्योगिक इलेक्ट्रोड प्रक्रियाओं की तुलना में)। इसका मतलब है कि इलेक्ट्रोड और परत विभाजक बड़े होने चाहिए, जिससे बिजली की लागत बढ़ जाती है।
  • फ्लो बैटरियों में कम ऊर्जा दक्षता होती है, क्योंकि वे क्रॉस-ओवर (आंतरिक स्व-निर्वहन) के प्रभावों को कम करने और बिजली की लागत को कम करने के लिए उच्च वर्तमान घनत्व पर काम करती हैं।

प्रवाह बैटरी में सामान्यतः ईंधन सेलओं की तुलना में उच्च ऊर्जा दक्षता होती है, लेकिन लिथियम-आयन बैटरी से कम होती है।[85]


अनुप्रयोग

बहु-घंटे के आवेश-ऋणावेश चक्रों के साथ फ्लो बैटरी को सामान्य रूप से अपेक्षाकृत बड़े (1 kWh – 10 MWh) स्थिर अनुप्रयोगों के लिए माना जाता है।[86] कम आवेश/ऋणावेश समय के लिए फ्लो बैटरी किफायती नहीं हैं। कुछ फ्लो बैटरी मार्केट निचे के उदाहरण हैं:

  • लोड बैलेंसिंग (विद्युत शक्ति) - जहां बैटरी को विद्युत ग्रिड से जोड़ा जाता है ताकि ऑफ-पीक आवर्स के दौरान अतिरिक्त विद्युत शक्ति को स्टोर किया जा सके और पीक डिमांड अवधि के दौरान विद्युत शक्ति जारी की जा सके। इस एप्लिकेशन में अधिकांश फ्लो बैटरी केमिस्ट्री के उपयोग को सीमित करने वाली साधारण समस्या उनकी कम क्षेत्र शक्ति (ऑपरेटिंग करंट डेंसिटी) है जो बिजली की उच्च लागत में तब्दील हो जाती है।
  • पीक डिमांड की अवधि के दौरान ऋणावेश के लिए पवन चक्की संयंत्र या फोटोवोल्टिक पावर स्टेशन जैसे नवीकरणीय स्रोतों से ऊर्जा का भंडारण।[87]* पीक शेविंग, जहां बैटरी द्वारा स्पाइक्स की मांग को पूरा किया जाता है।[88]
  • अबाधित बिजली की आपूर्ति, जहां बैटरी का उपयोग किया जाता है यदि मुख्य शक्ति निर्बाध आपूर्ति प्रदान करने में विफल रहती है।
  • विद्युत शक्ति रूपांतरण - क्योंकि सभी सेलएं समान वैद्युत अपघट्य (ओं) को साझा करती हैं, वैद्युत अपघट्य्स को दी गई संख्या में सेलओं का उपयोग करके आवेश किया जा सकता है और एक अलग संख्या के साथ ऋणावेश किया जा सकता है। चूंकि बैटरी वोल्टेज उपयोग की जाने वाली सेलओं की संख्या के समानुपाती होता है, इसलिए बैटरी बहुत शक्तिशाली डीसी-डीसी कनवर्टर के रूप में कार्य कर सकती है। इसके अलावा, यदि सेल की संख्या लगातार बदली जाती है (इनपुट और/या आउटपुट पक्ष पर) इलेक्ट्रिक पावर रूपांतरण स्विचिंग गियर द्वारा सीमित आवृत्ति के साथ एसी/डीसी, एसी/एसी, या डीसी-एसी भी हो सकता है।[89]* विद्युतीय वाहन - क्योंकि वैद्युत अपघट्य को बदलकर फ्लो बैटरियों को तेजी से आवेशित किया जा सकता है, उनका उपयोग उन अनुप्रयोगों के लिए किया जा सकता है जहां वाहन को दहन इंजन वाले वाहन के रूप में तेजी से ऊर्जा लेने की आवश्यकता होती है।[90][91]EV अनुप्रयोगों में अधिकांश आरएफबी रसायन शास्त्रों के साथ पाई जाने वाली एक साधारण समस्या उनकी कम ऊर्जा घनत्व है जो कम ड्राइविंग रेंज में अनुवादित होती है। जिंक-क्लोरीन बैटरी[92] और अत्यधिक घुलनशील हालेट वाली बैटरी एक उल्लेखनीय अपवाद हैं।[93]
  • स्टैंड-अलोन पावर प्रणाली - इसका एक उदाहरण सेलफोन बेस स्टेशनों में है जहां कोई ग्रिड पावर उपलब्ध नहीं है। बैटरी का उपयोग सौर या पवन ऊर्जा स्रोतों के साथ उनके उतार-चढ़ाव वाले बिजली स्तरों की भरपाई के लिए और एक जनरेटर के साथ ईंधन बचाने के लिए इसका सबसे कुशल उपयोग करने के लिए किया जा सकता है।[94][95]

यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ 1.0 1.1 Qi, Zhaoxiang; Koenig, Gary M. (2017-05-12). "Review Article: Flow battery systems with solid electroactive materials". Journal of Vacuum Science & Technology B, Nanotechnology and Microelectronics: Materials, Processing, Measurement, and Phenomena. 35 (4): 040801. Bibcode:2017JVSTB..35d0801Q. doi:10.1116/1.4983210. ISSN 2166-2746.
  2. ↑ 2.0 2.1 Badwal, Sukhvinder P. S.; Giddey, Sarbjit S.; Munnings, Christopher; Bhatt, Anand I.; Hollenkamp, Anthony F. (24 September 2014). "उभरती विद्युत रासायनिक ऊर्जा रूपांतरण और भंडारण प्रौद्योगिकियां". Frontiers in Chemistry. 2: 79. Bibcode:2014FrCh....2...79B. doi:10.3389/fchem.2014.00079. PMC 4174133. PMID 25309898.
  3. ↑ Alotto, P.; Guarnieri, M.; Moro, F. (2014). "Redox Flow Batteries for the storage of renewable energy: a review". Renewable & Sustainable Energy Reviews. 29: 325–335. doi:10.1016/j.rser.2013.08.001. hdl:11577/2682306.
  4. ↑ "John doyle".
  5. ↑ C. J. Amato, in "1973 International Automotive Engineering Congress and Exposition", p. 11, 1973-02-01
  6. ↑ W. Kangro Dr, 1949.; W. Kangro Dr, 1954.;W. Kangro and H. Pieper, Electrochim Acta, 7 (4), 435-448 (1962)
  7. ↑ C. Y. Sun and H. Zhang, ChemSusChem, 15 (1), 15 (2022)
  8. ↑ E. R. Sum, M. ; Skyllas-Kazacos, M., J Power Sources, 16 (2), 85-95 (1985); E. S.-K. Sum, M., J Power Sources, 15 (2-3), 179-190 (1985); M. Rychcik and M. Skyllas-Kazacos, J Power Sources, 19 (1), 45-54 (1987); M. Rychcik and M. Skyllas-Kazacos, J Power Sources, 22 (1), 59-67 (1988)
  9. ↑ G. Kear, A. A. Shah, and F. C. Walsh, Int. J. Energy Res., 36 (11), 1105-1120 (2012)
  10. ↑ "चीन में ग्रिड से जुड़ी दुनिया की सबसे बड़ी फ्लो बैटरी". New Atlas (in English). 2022-10-03. Retrieved 2022-10-12.
  11. ↑ Science-Dictionary.org. "Electroactive Substance Archived 27 August 2013 at the Wayback Machine" 14 May 2013.
  12. ↑ JP patent S5671271A, Fujii, Toshinobu; Hirose, Takashi & Kondou, Naoki, "Metallohalogen secondary battery", published 1981-06-13, assigned to Meidensha Electric Mfg. Co. Ltd. 
  13. ↑ Aaron, Douglas (2013). "ऑल-वैनेडियम रेडॉक्स फ्लो बैटरियों में सीटू काइनेटिक्स अध्ययन". ECS Electrochemistry Letters. 2 (3): A29–A31. doi:10.1149/2.001303eel.
  14. ↑ McCreery, Richard L. (July 2008). "आणविक इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री के लिए उन्नत कार्बन इलेक्ट्रोड सामग्री". Chemical Reviews (in English). 108 (7): 2646–2687. doi:10.1021/cr068076m. ISSN 0009-2665. PMID 18557655.
  15. ↑ "Researchers Drastically Reduce The Cost of Redox Flow Batteries [$25 Per kWh]". TechReportArticles. 29 January 2021.
  16. ↑ Arenas, L.F.; Ponce de León, C.; Walsh, F.C. (June 2017). "ऊर्जा भंडारण के लिए मॉड्यूलर रेडॉक्स प्रवाह बैटरी के डिजाइन, निर्माण और प्रदर्शन के इंजीनियरिंग पहलू" (PDF). Journal of Energy Storage. 11: 119–153. doi:10.1016/j.est.2017.02.007.
  17. ↑ Hu, B.; Luo, J.; DeBruler C.; Hu, M; Wu, W.; Liu, T. L. (2019). Redox Active Inorganic Materials for Redox Flow Batteries in Encyclopedia of Inorganic and Bioinorganic Chemistry: Inorganic Battery Materials. pp. 1–25.{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  18. ↑ Luo, J.; Hu, B.; Hu, M.; Liu, T. L. (13 September 2019). "अक्षय ऊर्जा भंडारण की दिशा में ऑर्गेनिक रेडॉक्स फ्लो बैटरियों की स्थिति और संभावनाएँ". ACS Energy Lett. 2019, 4 (9): 2220–2240. doi:10.1021/acsenergylett.9b01332. S2CID 202210484.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  19. ↑ Linden, D.; Reddy, T.B. (2002). Handbook of Batteries (Eds.). McGraw-Hill.
  20. ↑ Shiokawa, Y.; Yamana, H.; Moriyama, H. (2000). "An Application of Actinide Elements for a Redox Flow Battery". Journal of Nuclear Science and Technology. 37 (3): 253–256. Bibcode:2000JNST...37..253S. doi:10.1080/18811248.2000.9714891. S2CID 97891309.
  21. ↑ US patent 567959, Borchers, William, "Process of transforming chemical energy of fuel into electrical energy", published 1896-09-22 
  22. ↑ DE patent 264026, Nernst, Walther, "Brennstoffelement mit unangreifbaren Elektroden [Fuel cell with impregnable electrodes]", published 1912-06-15 
  23. ↑ US patent 3682704, Keefer, Richard Mackay, "Redox fuel cell regenerated with sugar", published 1972-08-08, assigned to Electrocell Ltd. 
  24. ↑ Kummer, J. T.; Oei, D. -G. (1985). "A chemically regenerative redox fuel cell. II". Journal of Applied Electrochemistry. 15 (4): 619–629. doi:10.1007/BF01059304. S2CID 96195780.
  25. ↑ Spagnuolo, G.; Petrone, G.; Mattavelli, P.; Guarnieri, M. (2016). "Vanadium Redox Flow Batteries: Potentials and Challenges of an Emerging Storage Technology". IEEE Industrial Electronics Magazine. 10 (4): 20–31. doi:10.1109/MIE.2016.2611760. hdl:11577/3217695. S2CID 28206437.
  26. ↑ Cho, Kyu Taek; Tucker, Michael C.; Ding, Markus; Ridgway, Paul; Battaglia, Vincent S.; Srinivasan, Venkat; Weber, Adam Z. (2015). "Cyclic Performance Analysis of Hydrogen/Bromine Flow Batteries for Grid-Scale Energy Storage". ChemPlusChem. 80 (2): 402–411. doi:10.1002/cplu.201402043. S2CID 97168677.
  27. ↑ Yu; Tolmachev, V. (2013). "Hydrogen-halogen electrochemical cells: A review of applications and technologies". Russian Journal of Electrochemistry. 50 (4): 301–316. doi:10.1134/S1023193513120069. S2CID 97464125.
  28. ↑ Tolmachev, Yuriy V. (2015). "एक उच्च विशिष्ट ऊर्जा जलीय प्रवाह बैटरी पर आधारित ऊर्जा चक्र और पूरी तरह से इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए और प्रत्यक्ष सौर-से-रासायनिक ऊर्जा रूपांतरण के लिए इसका संभावित उपयोग". Journal of Solid State Electrochemistry. 19 (9): 2711–2722. doi:10.1007/s10008-015-2805-z. S2CID 97853351.
  29. ↑ Darpa Nanoelectrofuel Flow Battery (in English), retrieved 2022-08-09
  30. ↑ Blain, Loz (2022-08-09). "इन्फ्लूट अपनी अल्ट्रा-हाई डेंसिटी लिक्विड बैटरियों का व्यावसायीकरण करने के लिए आगे बढ़ता है". New Atlas (in English). Retrieved 2022-08-09.
  31. ↑ Bartolozzi, M. (1989). "Development of redox flow batteries. A historical bibliography". Journal of Power Sources. 27 (3): 219–234. Bibcode:1989JPS....27..219B. doi:10.1016/0378-7753(89)80037-0.
  32. ↑ Leung, P. K.; Ponce-De-León, C.; Low, C. T. J.; Shah, A. A.; Walsh, F. C. (2011). "Characterization of a zinc–cerium flow battery". Journal of Power Sources. 196 (11): 5174–5185. Bibcode:2011JPS...196.5174L. doi:10.1016/j.jpowsour.2011.01.095.
  33. ↑ Krishna, M.; Fraser, E. J.; Wills, R. G. A.; Walsh, F. C. (2018-02-01). "Developments in soluble lead flow batteries and remaining challenges: An illustrated review". Journal of Energy Storage. 15: 69–90. doi:10.1016/j.est.2017.10.020. ISSN 2352-152X.
  34. ↑ J. Electrochem. Soc. 2013 volume 160, issue 9, A1384-A1389
  35. ↑ J. Electrochem. Soc. 2016 volume 163, issue 1, A5180-A5187
  36. ↑ 36.0 36.1 Colli, Alejandro N.; Peljo, Pekka; Girault, Hubert H. (2016). "High energy density MnO4−/MnO42− redox couple for alkaline redox flow batteries" (PDF). Chemical Communications. 52 (97): 14039–14042. doi:10.1039/C6CC08070G. PMID 27853767.
  37. ↑ Borghino, Dario (27 February 2015). "उच्च-प्रदर्शन प्रवाह बैटरी ईवीएस और ग्रिड स्टोरेज के लिए लिथियम आयनों को टक्कर दे सकती है". Gizmag.
  38. ↑ White, Frances (25 February 2015). "बड़े शहरों को रोशन, हरा-भरा और सुरक्षित रखने के लिए नई प्रवाह बैटरी". R&D.
  39. ↑ Weng, Guo-Ming (2017). "Unlocking the capacity of iodide for high-energy-density zinc/polyiodide and lithium/polyiodide redox flow batteries". Energy & Environmental Science. 10 (3): 735–741. doi:10.1039/C6EE03554J.
  40. ↑ "Proton flow battery simplifies hydrogen power". Gizmag.com. 13 February 2014. Retrieved 13 February 2014.
  41. ↑ Andrews, J.; Seif Mohammadi, S. (2014). "Towards a 'proton flow battery': Investigation of a reversible PEM fuel cell with integrated metal-hydride hydrogen storage". International Journal of Hydrogen Energy. 39 (4): 1740–1751. doi:10.1016/j.ijhydene.2013.11.010.
  42. ↑ M.Aziz et al. Electrolyte Lifetime in Aqueous Organic Redox Flow Batteries: A Critical Review. Chemical Reviews 2020, 120, 6467-6489.
  43. ↑ Brushett, Fikile; Vaughey, John; Jansen, Andrew (2012). "An All‐Organic Non‐aqueous Lithium‐Ion Redox Flow Battery". Advanced Functional Materials (in English). 2 (11): 1390–1396. doi:10.1002/aenm.201200322. S2CID 97300070.
  44. ↑ Bamgbopa, Musbaudeen O.; Shao-Horn, Yang; Almheiri, Saif (2017). "The potential of non-aqueous redox flow batteries as fast-charging capable energy storage solutions: demonstration with an iron–chromium acetylacetonate chemistry". Journal of Materials Chemistry A (in English). 5 (26): 13457–13468. doi:10.1039/c7ta02022h. ISSN 2050-7488.
  45. ↑ Luo, J.; Sam, A.; Hu, B.; DeBruler C.; Liu, T. L. (2017). "Unraveling pH Dependent Cycling Stability of Ferricyanide / Ferrocyanide in Redox Flow Batteries". Nano Energy. 2017, 42: 215–221. doi:10.1016/j.nanoen.2017.10.057.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  46. ↑ Moss, Richard (22 December 2015). "New flow battery projected to cost 60% less than existing standard". www.gizmag.com. Retrieved 23 December 2015.
  47. ↑ Liu, Tianbiao; Wei, Xiaoliang; Nie, Zimin; Sprenkle, Vincent; Wang, Wei (1 November 2015). "A Total Organic Aqueous Redox Flow Battery Employing a Low Cost and Sustainable Methyl Viologen Anolyte and 4-HO-TEMPO Catholyte". Advanced Energy Materials (in English). 6 (3): 1501449. doi:10.1002/aenm.201501449. ISSN 1614-6840. S2CID 97838438.
  48. ↑ Luo, J.; Hu, B.; DeBruler C.; Zhao, Y., Yuan B. Hu, M. Wu, W. Liu, T. L. "पीएच तटस्थ जलीय रेडॉक्स फ्लो बैटरियों में अमोनियम फेरोसाइनाइड कैथोलाइट की अभूतपूर्व क्षमता और स्थिरता". Joule. 4: 149–163.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  49. ↑ Gong, K; Fang, Q; Gu, S; Li, F.S.Y.; Yan, Y (2015). "Nonaqueous redox-flow batteries: organic solvents, supporting electrolytes, and redox pairs". Energy and Environmental Science (in English). 8 (12): 3515–3530. doi:10.1039/C5EE02341F.
  50. ↑ Xu, Y.; Wen, Y.; Cheng, J.; Yanga, Y.; Xie, Z.; Cao, G. In World Non-Grid-Connected Wind Power and Energy Conference, 2009. WNWEC 2009 IEEE: Nanjing, China, 2009, p 1.
  51. ↑ Xu, Yan; Wen, Yue-Hua; Cheng, Jie; Cao, Gao-Ping; Yang, Yu-Sheng (2010). "रेडॉक्स फ्लो बैटरी एप्लिकेशन के लिए जलीय घोल में टायरोन का अध्ययन". Electrochimica Acta. 55 (3): 715–720. doi:10.1016/j.electacta.2009.09.031. ISSN 0013-4686.
  52. ↑ WALD, MATTHEW L. (8 January 2014). "From Harvard, a Cheaper Storage Battery". New York Times. Retrieved 10 January 2014.
  53. ↑ "Harvard team demonstrates new metal-free organic–inorganic aqueous flow battery; potential breakthrough for low-cost grid-scale storage". 11 January 2014.
  54. ↑ Szondy, David (29 June 2014). "नई जल-आधारित जैविक बैटरी सस्ती, रिचार्जेबल और पर्यावरण के अनुकूल है". Gizmag.
  55. ↑ "छत पर लगे सोलर पैनल से घर को बिजली देने के लिए रिचार्जेबल बैटरी". phys.org.
  56. ↑ Matthew Gunther,ChemistryWorld. "फ्लो बैटरी अनियमित पवन और सौर ऊर्जा आपूर्ति को सुचारू कर सकती है". Scientific American.
  57. ↑ Alkaline quinone flow battery Lin et al. Science 2015 349 (6255), p. 1529
  58. ↑ Borghino, Dario (30 September 2015). "हरित, सुरक्षित प्रवाह वाली बैटरी नवीकरणीय ऊर्जा को सस्ते में संग्रहित कर सकती है". www.gizmag.com. Retrieved 8 December 2015.
  59. ↑ 59.0 59.1 {{Cite journal|last1=Carretero-González|first1=Javier|last2=Castillo-Martínez|first2=Elizabeth|last3=Armand|first3=Michel|date=2016|title=अत्यधिक पानी में घुलनशील तीन-रेडॉक्स स्टेट ऑर्गेनिक डाईज बायफंक्शनल एनालिटिक्स के रूप में|journal=Energy & Environmental Science|language=en|volume=9|issue=11|pages=3521–3530|doi=10.1039/C6EE01883A|issn=1754-5692}
  60. ↑ Winsberg, Jan; Stolze, Christian; Muench, Simon; Liedl, Ferenc; Hager, Martin D.; Schubert, Ulrich S. (2016-11-11). "टेम्पो/फेनाज़ीन कॉम्बी-मोलेक्यूल: सममित जलीय रेडॉक्स-फ्लो बैटरियों के लिए एक रेडॉक्स-सक्रिय सामग्री". ACS Energy Letters (in English). 1 (5): 976–980. doi:10.1021/acsenergylett.6b00413. ISSN 2380-8195.
  61. ↑ 61.0 61.1 {{Cite journal|last1=Potash|first1=Rebecca A.|last2=McKone|first2=James R.|last3=Conte|first3=Sean|last4=Abruña|first4=Héctor D.|date=2016|title=सिमेट्रिक रेडॉक्स फ्लो बैटरी के लाभों पर|journal=Journal of the Electrochemical Society|language=en|volume=163|issue=3|pages=A338–A344|doi=10.1149/2.0971602jes|osti=1370440|s2cid=101469730 |issn=0013-4651}
  62. ↑ Lavars, Nick (2022-03-17). "सममित प्रवाह बैटरी ग्रिड-स्केल स्टोरेज के लिए सही संतुलन बना सकती है". New Atlas (in English). Retrieved 2022-03-18.
  63. ↑ Lavars, Nick (21 May 2021). "कैंडल कंपाउंड ग्रिड-स्केल बैटरी तकनीक में उच्च घनत्व लाता है". New Atlas (in English). Retrieved 2021-05-26.
  64. ↑ Feng, Ruozhu; Zhang, Xin; Murugesan, Vijayakumar; Hollas, Aaron; Chen, Ying; Shao, Yuyan; Walter, Eric; Wellala, Nadeesha P. N.; Yan, Litao; Rosso, Kevin M.; Wang, Wei (2021-05-21). "जलीय कार्बनिक रेडॉक्स प्रवाह बैटरी के लिए प्रतिवर्ती कीटोन हाइड्रोजनीकरण और डिहाइड्रोजनीकरण". Science (in English). 372 (6544): 836–840. Bibcode:2021Sci...372..836F. doi:10.1126/science.abd9795. ISSN 0036-8075. PMID 34016776. S2CID 234794555.
  65. ↑ 65.0 65.1 65.2 Robb, Brian H.; Farrell, Jason M.; Marshak, Michael P. (2019). "कीलेटेड क्रोमियम इलेक्ट्रोलाइट उच्च-वोल्टेज जलीय प्रवाह बैटरी को सक्षम करता है". Joule (in English). 3 (10): 2503–2512. doi:10.1016/j.joule.2019.07.002.
  66. ↑ "Energy Storage: GridStar Flow". Lockheed Martin. Retrieved 2020-07-27.
  67. ↑ "केमिस्ट कार्बनिक पॉलिमर और पानी के आधार पर एक अभिनव रेडॉक्स-फ्लो बैटरी पेश करते हैं". phys.org. Phys.org. 21 October 2015. Retrieved 6 December 2015.
  68. ↑ Janoschka, Tobias; Martin, Norbert; Martin, Udo; Friebe, Christian; Morgenstern, Sabine; Hiller, Hannes; Hager, Martin D.; Schubert, Ulrich S. (2015). "गैर-संक्षारक, सुरक्षित और कम लागत वाली सामग्री का उपयोग कर एक जलीय, बहुलक-आधारित रेडॉक्स-फ्लो बैटरी". Nature. 527 (7576): 78–81. Bibcode:2015Natur.527...78J. doi:10.1038/nature15746. PMID 26503039. S2CID 4393601.
  69. ↑ Janoschka, Tobias; Martin, Norbert; Martin, Udo; Friebe, Christian; Morgenstern, Sabine; Hiller, Hannes; Hager, Martin D.; Schubert, Ulrich S. (2015). "गैर-संक्षारक, सुरक्षित और कम लागत वाली सामग्री का उपयोग कर एक जलीय, बहुलक-आधारित रेडॉक्स-फ्लो बैटरी". Nature. 527 (7576): 78–81. Bibcode:2015Natur.527...78J. doi:10.1038/nature15746. PMID 26503039. S2CID 4393601.
  70. ↑ Bamgbopa, Musbaudeen O.; Almheiri, Saif; Sun, Hong (2017). "रेडॉक्स फ्लो बैटरियों के लिए हाल ही में विकसित झिल्ली रहित सेल डिजाइन की संभावनाएँ". Renewable and Sustainable Energy Reviews. 70: 506–518. doi:10.1016/j.rser.2016.11.234. ISSN 1364-0321.
  71. ↑ Braff, William A.; Bazant, Martin Z.; Buie, Cullen R. (2013). "New rechargeable flow battery enables cheaper, large-scale energy storage". Nature Communications. 4: 2346. arXiv:1404.0917. Bibcode:2013NatCo...4.2346B. doi:10.1038/ncomms3346. PMID 23949161. S2CID 14719469. Retrieved 20 August 2013.
  72. ↑ 72.0 72.1 72.2 Braff, W. A.; Bazant, M. Z.; Buie, C. R. (2013). "Membrane-less hydrogen bromine flow battery". Nature Communications. 4: 2346. arXiv:1404.0917. Bibcode:2013NatCo...4.2346B. doi:10.1038/ncomms3346. PMID 23949161. S2CID 14719469.
  73. ↑ Bamgbopa, Musbaudeen O.; Shao-Horn, Yang; Hashaikeh, Raed; Almheiri, Saif (2018). "Cyclable membraneless redox flow batteries based on immiscible liquid electrolytes: Demonstration with all-iron redox chemistry". Electrochimica Acta. 267: 41–50. doi:10.1016/j.electacta.2018.02.063. ISSN 0013-4686.
  74. ↑ Kevin Bullis (24 April 2014). "Nanoparticle Networks Promise Cheaper Batteries for Storing Renewable Energy". MIT Technology Review. Retrieved 24 September 2014.
  75. ↑ Qi, Zhaoxiang; Koenig, Gary M. (2017). "Review Article: Flow battery systems with solid electroactive materials". Journal of Vacuum Science & Technology B, Nanotechnology and Microelectronics: Materials, Processing, Measurement, and Phenomena (in English). 35 (4): 040801. Bibcode:2017JVSTB..35d0801Q. doi:10.1116/1.4983210. ISSN 2166-2746.
  76. ↑ Duduta, Mihai (May 2011). "सेमी-सॉलिड लिथियम रिचार्जेबल फ्लो बैटरी". Advanced Energy Materials. 1 (4): 511–516. doi:10.1002/aenm.201100152. S2CID 97634258.
  77. ↑ Qi, Zhaoxiang; Koenig Jr., Gary M. (2016-08-15). "रेडॉक्स प्रवाह बैटरी के लिए कम चिपचिपाहट के साथ एक कार्बन-मुक्त लिथियम-आयन ठोस फैलाव रेडॉक्स युगल". Journal of Power Sources. 323: 97–106. Bibcode:2016JPS...323...97Q. doi:10.1016/j.jpowsour.2016.05.033.
  78. ↑ Qi, Zhaoxiang; Liu, Aaron L.; Koenig Jr, Gary M. (2017-02-20). "Carbon-free Solid Dispersion LiCoO2 Redox Couple Characterization and Electrochemical Evaluation for All Solid Dispersion Redox Flow Batteries". Electrochimica Acta. 228: 91–99. doi:10.1016/j.electacta.2017.01.061.
  79. ↑ Chandler, David L. (23 August 2011). "Go with the Flow – Cambridge Crude". Technology Review.
  80. ↑ {{ (2) Redox-Targeting-Based Flow Batteries for Large-Scale Energy Storage. Advanced Materials 2018, 30, 13. (3) Redox targeting-based flow batteries. Journal of Physics D-Applied Physics 2019, 52, 17. (4) Redox Targeting Improves Flow Batteries. Joule 2019, 3, 2066-2067. (5) Single-Molecule Redox-Targeting Reactions for a pH-Neutral Aqueous Organic Redox Flow Battery. Angewandte Chemie-International Edition 2020, 59, 14286-14291. (6) Redox targeting of energy materials. Current Opinion in Electrochemistry 2021, 29, 7. (7) Redox Targeting of Energy Materials for Energy Storage and Conversion. Advanced Materials 2021, 2104562 (2104519). (8) Flow batteries with solid energy boosters. https://www.researchgate.net/publication/362509981_Flow_batteries_with_solid_energy_boosters }}
  81. ↑ Tolmachev, Yuriy, and Svetlana V. Starodubceva. "Flow batteries with solid energy boosters." Journal of Electrochemical Science and Engineering 12.4 (2022): 731-766.https://hrcak.srce.hr/file/410594
  82. ↑ Template:वेब का हवाला दें
  83. ↑ Template:जर्नल उद्धृत करें
  84. ↑ 84.0 84.1 Tolmachev, Yuriy. "Flow batteries from 1879 to 2022 and beyond." Journal of Electrochemical Science and Engineering (2022) (preprint).
  85. ↑ Xu, Q.; Ji, Y.N.; Qin, L.Y.; Leung, P.K.; Qiao, F.; Li, Y.S.; Su, H.N. (2018). ""Evaluation of redox flow batteries goes beyond round-trip efficiency: A technical review"". Journal of Energy Storage. 16: 108–116. doi:10.1016/j.est.2018.01.005.
  86. ↑ Service, R.F. (2 November 2018). "फ्लो बैटरियों में उन्नति सस्ते बैकअप पावर का वादा करती है". Science. 362 (6414): 508–509. Bibcode:2018Sci...362..508S. doi:10.1126/science.362.6414.508. PMID 30385552. S2CID 53218660.
  87. ↑ REDT Energy. "Storing Renewable Energy". Archived from the original on 1 February 2014. Retrieved 27 January 2014.
  88. ↑ [1] Archived 9 February 2010 at the Wayback Machine
  89. ↑ in WO patent 03043170, Spaziante, Placido Maria; Kampanatsanyakorn, Krisada & Zocchi, Andrea, "System for storing and/or transforming energy from sources at variable voltage and frequency", published 2003-05-22, assigned to Squirrel Holdings Ltd. 
  90. ↑ "Electric Vehicle Refuelling System (EVRS) used in conjunction with Vanadium Redox Flow Technology". REDT Energy Storage. Archived from the original on 2011-12-10.{{cite web}}: CS1 maint: unfit URL (link)
  91. ↑ Antony Ingram. "nanoFLOWCELL-powered Quant e-Limo approved for german road trials". Fox News.
  92. ↑ Amato, C. J. (1 February 1973). "A Zinc-Chloride Battery - The Missing Link to a Practical Electric Car". एसएई तकनीकी पेपर श्रृंखला. Vol. 1. doi:10.4271/730248 – via www.sae.org.
  93. ↑ Tolmachev, Yuriy V.; Piatkivskyi, Andrii; Ryzhov, Victor V.; Konev, Dmitry V.; Vorotyntsev, Mikhail A. (2015). "Energy cycle based on a high specific energy aqueous flow battery and its potential use for fully electric vehicles and for direct solar-to-chemical energy conversion". Journal of Solid State Electrochemistry. 19 (9): 2711–2722. doi:10.1007/s10008-015-2805-z. S2CID 97853351.
  94. ↑ Talk by John Davis of Deeya energy about their flow battery's use in the telecomms industry on YouTube
  95. ↑ "Performance Testing of Zinc-Bromine Flow Batteries for Remote Telecom Sites" (PDF).

बाहरी संबंध

Retrieved from ‘https://www.vigyanwiki.in/index.php?title=फ्लो_बैटरी&oldid=257606’