เทคโนโลยีแบตเตอรี่ชนิดรีดอกซ์โฟลว์จะเป็นทางเลือกใหม่หรือไม่
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
เศรษฐกิจยุคใหม่กำลังถูกขับเคลื่อนด้วยเทคโนโลยีและนวัตกรรม อุตสาหกรรมที่ขับเคลื่อนด้วยเศรษฐกิจยุคใหม่สามารถแบ่งออกเป็น อุตสาหกรรมเป้าหมายระยะสั้น-ระยะกลาง และเป้าหมายระยะยาว ทั้งนี้อุตสาหกรรมด้านเทคโนโลยีพลังงานทางเลือก (Alternative energy technology) เป็นหนึ่งในอุตสาหกรรมเป้าหมายระยะยาว องค์ประกอบสำคัญประการหนึ่งสำหรับการขับเคลื่อนอุตสาหกรรมด้านเทคโนโลยีพลังงานทางเลือกคือ ทรัพยากรบุคลากรที่มีความรู้ความเข้าใจในเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้อง บทความนี้จึงนำเสนอข้อมูลทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับแบตเตอรี่ชนิดรีดอกซ์โฟลว์ (Redox flow battery) ซึ่งเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีพลังงานทางเลือก เพื่อให้เป็นความรู้พื้นฐานประกอบการพิจารณาการนำเทคโนโลยีแบตเตอรี่ชนิดรีดอกซ์โฟลว์มาใช้สำหรับอุตสาหกรรมในประเทศไทย ทั้งนี้ พลังงานทางเลือกหลักของประเทศไทย ได้แก่ พลังงานจากแสงอาทิตย์และพลังงานจากลม แต่พลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้จากพลังงานทางเลือกเหล่านี้ยังขาดความเสถียร ดังนั้น จึงจำเป็นต้องมีระบบการกักเก็บพลังงาน (Energy storage system) มาใช้ร่วมกับพลังงานทางเลือกดังกล่าว เพื่อกักเก็บพลังงานไฟฟ้าส่วนเกินที่ผลิตได้ และจ่ายพลังงานไฟฟ้าออกมาใช้ในช่วงที่ไม่สามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าได้ นอกจากนี้ ระบบการกักเก็บพลังงานยังช่วยให้พลังงานที่ได้มีความเสถียรและมีประสิทธิภาพต่อการนำไปใช้งาน สมบัติที่สำคัญของแบตเตอรี่ที่นิยมนำไปใช้งาน ได้แก่ ความหนาแน่นของพลังงานที่สูง รอบการอัดและคายประจุมากกว่า 1,000 รอบ มีขนาดเล็กและบาง นอกจากนี้ ผู้ใช้ยังให้ความสำคัญกับอายุการใช้งาน การคายประจุด้วยตัวเอง การบำรุงรักษาและค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน บทความนี้จะนำเสนอหลักการการกักเก็บพลังงานไฟฟ้าในรูปไฟฟ้าเคมีด้วยแบตเตอรี่ชนิดรีดอกซ์โฟลว์ 4 ประเภท ได้แก่ วาเนเดียมแบตเตอรี่ชนิดรีดอกซ์โฟลว์ (Vanadium redox flow battery) ไฮโดรเจน-โบรมีนแบตเตอรี่ชนิดรีดอกซ์โฟลว์ (Hydrogen bromine flow battery) ไฮโดรเจน-ไอโอดีนแบตเตอรี่ชนิดรีดอกซ์โฟลว์ (Hydrogen iodine flow battery) และพอลิซัลไฟด์-โบรมีนแบตเตอรี่ชนิดรีดอกซ์โฟลว์ (Polysulfide bromine flow battery) รวมทั้งเปรียบเทียบประสิทธิภาพการนำไปใช้งานกับแบตเตอรี่ชนิดตะกั่ว-กรด (Lead acid battery) และแบตเตอรี่ชนิดลิเทียมไอออน (Lithium ion battery) ตลอดจนการประยุกต์ใช้งานและทิศทางในอนาคตของแบตเตอรี่ชนิดรีดอกซ์โฟลว์
Downloads
Article Details
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Journal of TCI is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International (CC BY-NC-ND 4.0) licence, unless otherwise stated. Please read our Policies page for more information...
เอกสารอ้างอิง
Renewable energy policy network for the 21st century. (2017). Renewables 2017 global status report. Retrieved from http://www.ren21.net/gsr-2017/
Alotto, P., Guarnieri, M., & Moro, F. (2014). Redox flow batteries for the storage of renewable energy: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 29, 325-335.
Pongpanit, J. (2017), Sustainable Energy. Annual report 2017, 6-151. Retrieved from www.agecoal.com/en/ir_finance_anual.php
Office of industrial economic. (2017), New engine of growth. 1, 1-40. Retrieved from www.oie.go.th/sites/default/files/attachments/publications/newengineofgrowth.pdf
Aneke, M., & Wang, M. (2016). Energy storage technologies and real life applications–A state of the art review. Applied Energy, 179, 350-377.
Desjardins, J. (2016). The Battery Series Part 3: Explaining the Surging Demand for Lithium-Ion Batteries. Retrieved from https://www.visualcapitalist.com/explaining-surgingdemand-lithium-ion-batteries/
PVEducation. (2019). Battery voltage and capacity in non-equilibrium. Retrieved from https://www.pveducation.org/pvcdrom/batteries/ battery-voltage-and-capacity-innon-equilibrium
Alotto, P., Guarnieri, M., Moro, F., (2014). Redox flow batteries for the storage of renewable energy: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 29, 325–335.
Deng, D. (2015). Li-ion batteries: basics, progress, and challenges. Energy Science & Engineering, 3 (5), 385-418.
ภิตินันท์ อินมูล, (2019). สถานการณ์ลิเทียมในตลาดโลก. Retrieved from http://164.115.27.97/digital/items/show/8882?type=1
Xu, Q., & Zhao, T. S. (2015). Fundamental models for flow batteries. Progress in Energy and Combustion Science, 49, 40-58.
Zhang, H., Li, X., & Zhang, J. (2017). Redox Flow Batteries: Fundamentals and Applications. New York, NY: CRC Press.
Moore, M., Counce, R., Watson, J., & Zawodzinski, T. (2015). A comparison of the capital costs of a Vanadium redox-flow battery and a regenerative hydrogen-Vanadium fuel cell. Journal of Advanced Chemical Engineering. 5, 1-3.
Irena, (2016), Overview of Technical Characteristics for Batteries. Energetica INDIA, 56-58. Retrieved from http://www.energetica-india.net/download.php?seccion=articles&archivo=FYIXqID0q8kY59sersZouimhbWalRf0a40GBBEs0oF3mxWTfw8PTj.pdf
Weber, A. Z., Mench, M. M., Meyers, J. P., Ross, P. N., Gostick, J. T., & Liu, Q. (2011). Redox flow batteries: a review. Journal of Applied Electrochemistry, 41 (10), 1137.
Pan, F., & Wang, Q. (2015). Redox species of redox flow batteries: A review. Molecules, 20 (11), 20499-20517.
Leung, P., Li, X., De León, C. P., Berlouis, L., Low, C. J., & Walsh, F. C. (2012). Progress in redox flow batteries, remaining challenges and their applications in energy storage. Rsc Advances, 2(27), 10125-10156.
Zhang, H., Li, X., & Zhang, J. (2017). Redox Flow Batteries: Fundamentals and Applications. New York, NY: CRC Press.
Cunha, Á., Martins, J., Rodrigues, N., & Brito, F. P. (2015). Vanadium redox flow batteries: a technology review. International Journal of Energy Research, 39(7), 889-918.
Mojapelo, F., & Kikomarov. M. (2018). Energy storage & vanadium redox flow batteries 101. Bushveld energy. 1-65. Retrieved from http://www.bushveldminerals.com/wp-content/uploads/2018/11/Energystorage-101.pdf
Lin, G., Chong, P. Y., Yarlagadda, V., Nguyen, T. V., Wycisk, R. J., Pintauro, P. N., & Weber, A. Z. (2016). Advanced hydrogen-bromine flow batteries with improved efficiency, durability and cost. Journal of The Electrochemical Society, 163(1), A5049-A5056.
Oh, K., Kang, T. J., Park, S., Tucker, M. C., Weber, A. Z., & Ju, H. (2017). Effect of flowfield structure on discharging and charging behavior of hydrogen/bromine redox flow. Electrochimica Acta, 1-47.
Zhao, Y., Wang, L., & Byon, H. R. (2013). High-performance rechargeable lithiumiodinebatteries using triiodide/iodide redox couples in an aqueous cathode. Nature communications, 4, 1896.
Zhou, H., Zhang, H., Zhao, P., & Yi, B. (2006). A comparative study of carbon felt and activated carbon-based electrodes for sodium polysulfide/bromine redox flow battery. Electrochimica Acta, 51(28), 6304-6312.
Chen, H., Cong, T. N., Yang, W., Tan, C., Li, Y., & Ding, Y. (2009). Progress in electrical energy storage system: A critical review. Progress in natural science, 19(3), 291-312.
European Associaton for Storage of Energy. (2019). Electrochemical energy Storage. Retrieved from http://ease-storage.eu/wpcontent/uploads/2016/03/EASE_TD_FlowBattery.pdf
Doetsch, C., & Burfeind, J. (2016). Vanadium Redox Flow Batteries. In Storing Energy. 227-246.
Chalamala, B. R., Soundappan, T., Fisher, G. R., Anstey, M. R., Viswanathan, V. V., & Perry, M. L.(2014). Redox flow batteries: an engineering perspective. Proceedings of the IEEE, 102(6), 976-999.
Negishi, A. (1999). Electrolyte of vanadium redox flow battery for load leveling. Bulletin of the Electromechanical Laboratory, 63, 27-34.
Emura, K. (2005). Recent progress in vanadium redox flow battery. Proceedings of Electrical Energy Storage Applications and Technologies (EESAT), Osaka, Japan.
Lotspeich, C., & Van Holde, D. (2002). Flow batteries: has really large scale battery storage come of age?. ACEEE’s Summer Study on Energy Efficiency in Buildings. 3. 211-224.
Shinzato, T., Emura, K., Yamanishi, K., Deguchi, H., Miyake, S., Hara, T., Suzuki, K. (2019). Vanadium Redox-flow Battery for Voltage Sag. Sumitomo Electric Industries, Ltd., Osaka, Japan.
Holzman, D. C. (2007). The vanadium advantage: flow batteries put wind energy in the bank. Environmental health perspectives. 115, 358-316.
Kelly, G. (2019). CellCube and Pangea Energy Have Signed LOI for 50MW/200MWh in Australia. Retrieved from https://globalrenewablenews.com/article/energy/category/energy storage/143/767894/cellcube-and-pangea-energy-havesigned-loi-for-50mw-200mwh-in-australia-.html
Devic, A., Ierides, M., Suarez, E. (2018). Battery energy storage. Suschem, 13.
Chen, R., Kim, S., & Chang, Z. (2017). Redox Flow Batteries: Fundamentals and Applications. In Redox-Principles and Advanced Applications. IntechOpen. Retrieved From https://www.intechopen.com/books/redox-principles-andadvanced-applications/redox-flow-batteries-fundamentals-and-applications
Gildmeister energy solution, (2019). Flow battery applications for the utility world. Retrieved from http://vsunenergy.com.au/wp-content/uploads/2016/11/Utility-Flyer.pdf
IDTechEx, (2019). Redox Flow Batteries 2018 2028: Markets, Trends, Applications. Retrieved from https://www.idtechex.com/de/research-report/redox-flow-batteries-2018-2028-markets-trends-applications/605
Leung, P., Li, X., De León, C. P., Berlouis, L., Low, C. J., & Walsh, F. C. (2012). Progress in redox flow batteries, remaining challenges and their applications in energy storage. Rsc Advances, 2 (27), 10125-10156.
Vikram, S., Soeun, K., Jungtaek, K., and Hye, B. (2019). Aqueous organic redox flow batteries. Nano Research, 1-14.
นวดล เหล่าศิริพจน์, วรพล เกียรติกิตติพงษ์, บุญรอด สัจจกุลนุกิจ, มยุรพันธ์ สัจจกุลนุกิจ และ พรรณนิภา ดอกไม้งาม. (2012), โครงการศึกษาประเมินและจัดทำแผนงานวิจัยพลังงานทดแทน (Energy stroage) ตามกรอบแผนพลังงานทดแทน 15 ปี Retrieved from http://e-lib.dede.go.th/mm-data/Bib14393.pdf
Dassisti, M., Mastrorilli, P., Rizzuti, A., Cozzoli no, G., Chimienti, M., Olabi, A. G., and Carbone, A. (2016). Vanadium: a transition metal for sustainable energy storing in redox flow batteries. In Reference Module in Materials Science and Materials Engineering, 1-24.
