Công ty khai thác vanadi Largo Resources có trụ sở tại Canada đã thông báo rằng đơn vị Largo Clean Energy cótrụ sở tại Hoa Kỳ đã ký thỏa thuận cung cấp đầu tiên cho hệ thống pin dòng oxy hóa khử VCHARGE ± vanadium, với Enel Green Power Spain, một đơn vị của công ty năng lượng tái tạo Enel Green của Ý. Power, bản thân nó là một phần của nhóm Enel. Theo các điều khoản của thỏa thuận, Largo Clean Energy sẽ cung cấp một hệ thống 5 giờ, 6,1 MWh cho một dự án ở Tây Ban Nha, dự kiến ​​khởi động vào quý 3 năm 2022.

Các sản phẩm VPURE và VPURE + vanadi của công ty đến từ một trong ba mỏ vanadi lớn nhất trên thế giới, mỏ Maracás Menchen của công ty, nằm ở Brazil. Những hợp chất này được sử dụng để phát triển công nghệ pin dòng oxy hóa khử VCHARGE ± vanadium của Largo.

Năm ngoái, Largo Clean Energy đã bắt đầu phát triển công nghệ pin dòng oxy hóa khử vanadi (VRFB) dựa trên 12 họ bằng sáng chế trước đây thuộc sở hữu của chuyên gia lưu trữ Hoa Kỳ VionX Energy, người mà họ mua lại tài sản với giá 3,8 triệu USD.

Pin sử dụng kiến trúc mô-đun dựa trên công suất 1 MW và các khối xây dựng năng lượng 2 MWh. Hệ thống 1 MW có thể được cấu hình từ 4,3 giờ đến 15 giờ, trong khi hệ thống 1,2 MW có thể được cấu hình từ 3,6 đến 12,6 giờ. Hệ thống 1,5 MW sẽ được cấu hình từ 2,9 đến 10,1 giờ, sau khi có sẵn. Dải điện áp hoạt động là 500 V đến 800 V và nhiệt độ môi trường hoạt động là -40 độ C đến 45 độ C.

Hiệu suất một chiều được báo cáo là 78% và hiệu suất xoay chiều là 68%. Tuổi thọ của pin được tuyên bố là hơn 20 năm, với chu kỳ không giới hạn. Công ty cho biết hệ thống lưu trữ cho thấy sự xuống cấp sau 10.000 chu kỳ, tương đương với hơn 26 năm, nếu theo chu kỳ hàng ngày.

Cách hoạt động của pin oxy hóa khử dòng Vanadium

Trong chu kỳ phóng điện, V2 + bị oxy hóa thành V3 + trong nửa tế bào âm và một điện tử được giải phóng để thực hiện công việc ở mạch ngoài (DC hoặc, đối với hệ thống AC, thông qua bộ chuyển đổi AC / DC).

Trong nửa ô dương, V5 + ở dạng VO2+ nhận một điện tử từ mạch ngoài và bị khử thành V4+ ở dạng VO2+. Các ion hydro (H+) được trao đổi giữa hai nửa tế bào để duy trì tính trung hòa về điện tích. Các ion hydro khuếch tán qua màng polyme thấm anion hoặc cation-ion ngăn cách các nửa tế bào. Các loại vanadi tích điện và nước cũng có thể khuếch tán qua màng. Sự khuếch tán chéo dẫn đến tổn thất năng lượng trực tiếp cho chu trình đó. Tuy nhiên, khi vanadi là nguyên tố duy nhất hiện diện ở cả hai mặt của tế bào, cơ chế khuếch tán chéo này không dẫn đến mất dung lượng vĩnh viễn, miễn là tổng vanadi trong hệ thống không đổi (tức là không bị mất do kết tủa) . Trong nửa tế bào dương, vanadi có trong dung dịch dưới dạng oxy-cation. Các oxy-cation này dễ bị kết tủa không thuận nghịch dưới dạng V2O5 nếu nhiệt độ chất điện phân vượt quá 50 - 60 độ C. Tuy nhiên, khi kết tủa xảy ra, nó thường xảy ra ở dạng các hợp chất lành tính, không phải V2O5.

Nhiệt độ hoạt động bình thường của pin là khoảng từ 10 – 40 độ C. Hệ thống phụ làm mát tích cực được sử dụng nếu nhiệt độ môi trường vượt quá 40 – 50 độ C. Có thể làm mát hệ thống một cách chủ động là một lợi thế vì hệ thống có thể tiếp tục hoạt động mà không có nguy cơ hư hỏng. Ngược lại, nếu kiến ​​trúc ô tích hợp quá nóng, lựa chọn tốt nhất là ngừng sử dụng chúng cho đến khi chúng nguội đi. Hiệu suất DC-DC của pin này đã được báo cáo trong khoảng 60-80%. Theo EPRI, pin ôxy hóa khử vanadi phù hợp với các hệ thống điện trong khoảng từ 100 kW đến 10 MW, với thời lượng lưu trữ trong khoảng 2-8 giờ.