A vanádium-áramlásos akkumulátorok kémiai energiát alakítanak át elektromos energiává. Egy egység általában két tartályból, két szivattyúból és a cellatömbből áll. A két tartályban kétféle, kénsavas elektrolit található, melyek egyike a vanádium 2 és 3, a másik pedig 4 és 5 oxigénatommal alkotott oxidját tartalmazza. 

A működéskor keringtető szivattyúk pumpálják át az elektrolitokat a cellatömbön, ahol a kémiai energiából villamos energia keletkezik. A rendszer lelke a protoncserélő membrános, reverzibilis tüzelőanyag-cellaköteg. Töltéskor az egyenáram elektronokat juttat a vanádium elektronhéjaira, az extra elektronok a vízből és a savból protonokat (hidrogénatomokat) hajtanak a membránon keresztül a kisebb feszültségű oldalra.

Kisütéskor a protonok a membránon keresztül visszakerülnek, és mozgásuk kis változást okoz a töltési állapotban, amit a vanádium elektronhéjain lévő elektronok mozgása kompenzál, és ezt az elektronmozgást fogjuk fel egyenáramként. Tehát töltésnél elektronok áramlanak az akkumulátorba, és a protonok áramlása egyenlít, kisütésnél a protonok visszaáramlása elektronokat juttat a hálózatba.

A vanádiumos akkumulátorok hosszú élettartamukról, nagy energiahatékonyságukról és gyors válaszidejükről ismertek, így ideális választást jelentenek kereskedelmi és közüzemi szintű napenergia-tárolási projektekhez. E mellett biztonságosak és jó méretezhetőséggel rendelkeznek, illetve kismértékű környezetterhelésük van, és életciklusuk végén újrahasznosíthatók, tovább növelve fenntarthatóságukat. Ha járművekbe szerelik be, még nagyobb előnyt jelent, hogy az energiát folyadékban tárolja, ezáltal a folyadéktartály cseréjével is tölthető. Noha a vanádium a természetben nagy mennyiségben fordul elő, az ilyen akkumulátorok bekerülési, kezdeti költsége igen magas, ami korlátozza széles körű elterjedésüket. 

A mostani kínai létesítmény is a fenti elvek szerint épült, a mérnökök szerint a szivattyú és a tüzelőanyag-cellaköteg cseréjével akár 50 évre is tervezhető a rendszer élettartama, amely nagyjából 300 ezer ember energiaigényét képes kielégíteni. Hozzátették: egy adott teljesítmény betárolásának időtartama 2 órától 24 óráig tart, és a tárolás hatásfoka vezetéktől vezetékig 70–75 százalék, míg az önkisülése gyakorlatilag 0, azaz könnyen újraindítható, magától nem merül le. 

Forrás: Interesting Engineering

Borítókép: Rongke Power (RKP)