Kas ir redox akumulators?

Redox akumulators, kas pazīstams arī kā redoksplūsmas akumulators, ir akumulatora veids, kas ķīmisko enerģiju pārvērš elektroenerģijā, izmantojot ārēji uzglabātas, elektriski vadošas ķīmiskas vielas, kas pazīstamas kā elektrolīti. Redokss attiecas uz oksidācijas-reducēšanas reakciju, kas ir ķīmiska reakcija, kurā vienas vielas atomi vai molekulas zaudē elektronus vai tiek oksidēti, bet citas vielas atomi vai molekulas iegūst elektronus vai tiek reducētas. Šī uzlādēto daļiņu kustība rada elektrisko strāvu. Šī strāva rodas, kad elektrolītus no turēšanas tvertnēm, kurās tie tiek glabāti, iesūknē kaudzē, kur kopā tie rada oksidācijas-reducēšanas ķīmisko reakciju, kas rada noderīgu elektrisko strāvu.

Redox akumulatori darbojas līdzīgi parastajām sadzīves baterijām. Atšķirībā no akumulatora, ko izmanto mobilajā tālrunī vai modinātājā, redox akumulators nav kompakti ievietots vienā vienībā. Tā negatīvi uzlādētais elektrolīts tiek uzglabāts vienā ārējā tvertnē, un tā pozitīvi lādētais elektrolīts tiek uzglabāts atsevišķi citā ārējā tvertnē. Kamēr šie elektrolīti ir atdalīti, starp tiem nenotiek elektronu apmaiņa. Ja ir nepieciešama elektrība, elektrolīti tiek iesūknēti vienībā, kas pazīstama kā skursteņa, kur notiek oksidācijas-reducēšanās reakcija, kurā starp tiem notiek elektronu apmaiņa, tādējādi radot elektrisko strāvu.

Redox akumulatoru izmantošanai noteiktos lietojumos ir vairākas priekšrocības salīdzinājumā ar citiem bateriju veidiem. Viena no galvenajām priekšrocībām ir tā, ka redox akumulators var uzglabāt ļoti lielu enerģijas daudzumu, parasti no dažiem kilovatiem līdz dažiem megavatiem, atkarībā no pieejamā elektrolītu daudzuma. Redox akumulatorus var izgatavot, izmantojot netoksiskas vielas, un to darbības laikā tie neizlādē videi bīstamas vielas. Tiem ir arī ilgs kalpošanas laiks, tiem nepieciešama neliela apkope, un tos var uzlādēt salīdzinoši ātri.

No otras puses, redoksakumulatoram ir nepieciešams salīdzinoši liels elektrolītu daudzums saražotās enerģijas daudzumam, tāpēc tas nav praktiski piemērots neliela apjoma elektroenerģijas ražošanai vai lietošanai pārnēsājamās lietojumprogrammās. Vēl viens trūkums ir redox akumulatora sarežģītā aparatūras iestatīšana. Tam ir nepieciešamas tādas iekārtas kā tvertnes, sūkņi, lai elektrolītu iekļūtu skurstenī, vadības sistēmas elektrolītu plūsmas regulēšanai un daudz kas cits. Šo iemeslu dēļ redox akumulatorus visbiežāk izmanto liela mēroga lietojumos vai attālās vietās, kas nav no elektrotīkla, kur ir nepieciešams liels enerģijas daudzums.

Piemēram, redox akumulators var nodrošināt strāvu attālai mobilo tālruņu stacijai, kur nav pieejama elektroapgāde no tīkla un bieža apkope būtu dārga. Vēl viens pielietojums, kuram ir labi piemērotas redox akumulatori, ir saules vai vēja enerģijas stacijās pieejamā elektroenerģijas daudzuma izlīdzināšana. Saules enerģija tiek ražota, kad spīd saule; vēja enerģija tiek ražota vējam pūšot. Enerģijas ražošana no jebkura no šiem avotiem var krasi samazināties, jo nelabvēlīgas laikapstākļu izmaiņas izraisa nevēlamu enerģijas pieejamības samazināšanos. Redox akumulatoru var izmantot, lai uzglabātu lieko elektroenerģiju, kad tā tiek ražota, un vēlāk līdzsvarotu pieejamo elektroenerģiju, kad laikapstākļi samazina saules vai vēja enerģijas ražošanu.