Flow battery
ફ્લો બેટરી, અથવા રેડોક્સ ફ્લો બેટરી (રિડક્શન-ઓક્સિડેશન પછી), એક પ્રકારનો ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ સેલ છે જ્યાં રાસાયણિક ઊર્જા પ્રવાહીમાં ઓગળેલા બે રાસાયણિક ઘટકો દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવે છે જે સિસ્ટમ દ્વારા પટલની અલગ બાજુઓ પર પમ્પ કરવામાં આવે છે. કોષની અંદર આયન ટ્રાન્સફર (બાહ્ય સર્કિટ દ્વારા વિદ્યુત પ્રવાહના પ્રવાહ સાથે) પટલ દ્વારા થાય છે જ્યારે બંને પ્રવાહી તેમની પોતાની જગ્યામાં ફેલાય છે. સેલ વોલ્ટેજ રાસાયણિક રીતે નેર્નસ્ટ સમીકરણ દ્વારા નક્કી થાય છે અને વ્યવહારુ ઉપયોગોમાં 1 થી 2.43 વોલ્ટ સુધીની રેન્જ ધરાવે છે. ઊર્જા ક્ષમતા એ ઇલેક્ટ્રોલાઇટ વોલ્યુમનું કાર્ય છે અને શક્તિ એ ઇલેક્ટ્રોડ્સના સપાટી વિસ્તારના કાર્ય છે. અકાર્બનિક ફ્લો બેટરીઓ અને ઓર્ગેનિક ફ્લો બેટરીઓ સહિત વિવિધ પ્રકારની ફ્લો બેટરીઓ દર્શાવવામાં આવી છે. દરેક શ્રેણી હેઠળ, ફ્લો બેટરી ડિઝાઇનને આગળ ફુલ ફ્લો બેટરી, સેમી ફ્લો બેટરી અને મેમ્બ્રેનલેસ ફ્લો બેટરીમાં વર્ગીકૃત કરી શકાય છે. પરંપરાગત અને ફ્લો બેટરીઓ વચ્ચેનો મૂળભૂત તફાવત એ છે કે ઊર્જા પરંપરાગત બેટરીઓમાં ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રીમાં સંગ્રહિત થાય છે, જ્યારે ફ્લો બેટરીઓમાં તે ઇલેક્ટ્રોલાઇટમાં સંગ્રહિત થાય છે. ફ્લો બેટરીઓ માટે પેટન્ટ વર્ગીકરણ 2021 સુધીમાં સંપૂર્ણ રીતે વિકસાવવામાં આવ્યું નથી. સહકારી પેટન્ટ વર્ગીકરણ આર. એફ. બી. ને રિજનરેટિવ ફ્યુઅલ સેલ (H01M 8/18) ના પેટા વર્ગ તરીકે માને છે, તેમ છતાં ફ્યુઅલ સેલને ફ્લો બેટરીના પેટા વર્ગ તરીકે ધ્યાનમાં લેવું વધુ યોગ્ય છે. ફ્લો બેટરીનો ઉપયોગ ઇંધણ કોષની જેમ થઈ શકે છે (જ્યાં નવું ચાર્જ કરેલું નેગોલાઇટ (એ. કે. એ.) છે. રિડ્યુસર અથવા ઇંધણ) અને ચાર્જ્ડ પોસોલાઇટ (ઉર્ફ. ઓક્સિડન્ટ) સિસ્ટમમાં ઉમેરવામાં આવે છે) અથવા રિચાર્જ કરી શકાય તેવી બેટરીની જેમ (જ્યાં વિદ્યુત શક્તિ સ્રોત રિડ્યુસર અને ઓક્સિડન્ટના પુનર્જીવનને ચલાવે છે). જ્યારે ફ્લો બેટરીઓ નક્કર વિદ્યુત સક્રિય સામગ્રી સાથે પરંપરાગત રિચાર્જ કરી શકાય તેવી બેટરીઓ કરતાં ચોક્કસ તકનીકી લાભો ધરાવે છે, જેમ કે પાવરનું સ્વતંત્ર સ્કેલિંગ (સ્ટેકના કદ દ્વારા નિર્ધારિત) અને ઊર્જા (ટાંકીના કદ દ્વારા નિર્ધારિત), લાંબા ચક્ર અને કેલેન્ડર જીવન, અને સંભવિત રીતે માલિકીની કુલ ઓછી કિંમત, તમામ ફ્લો બેટરીઓ ઓછી ચક્ર ઊર્જા કાર્યક્ષમતા (50-80%) થી પીડાય છે. આ હલકી ઊર્જા કાર્યક્ષમતા આંતરિક ક્રોસઓવર (દરેક કોષની અંદર પટલ/વિભાજક દ્વારા) ની અસરને ઘટાડવા અને પાવરની કિંમત (સ્ટેક્સનું કદ) ઘટાડવા માટે ઉચ્ચ (> = 100 mA/cm2) વર્તમાન ઘનતા પર ફ્લો બેટરી ચલાવવાની જરૂરિયાતમાંથી ઉદ્ભવે છે. ઉપરાંત, મોટાભાગની ફ્લો બેટરીઓ (Zn-Cl2, Zn-Br2 અને H2-LiBrO3 અપવાદ છે) લિથિયમ-આયન બેટરીઓની સરખામણીમાં ઓછી ચોક્કસ ઊર્જા (ભારે વજન) ધરાવે છે. ભારે વજન મોટે ભાગે પ્રવાહી તબક્કામાં રેડોક્સ સક્રિય પ્રજાતિને રાખવા માટે દ્રાવક (સામાન્ય રીતે-પાણી) નો ઉપયોગ કરવાની જરૂરિયાતને કારણે થાય છે. ઝિંક-બ્રોમિન ફ્લો બેટરી (Zn-Br2) એ સૌથી જૂની ફ્લો બેટરી રસાયણશાસ્ત્ર છે, જેમાં જ્હોન ડોયલની પેટન્ટ US224404 29 સપ્ટેમ્બર, 1879ના રોજ દાખલ કરવામાં આવી હતી. ઝેડ. એન.-બી. આર. 2 બેટરીઓ પ્રમાણમાં ઊંચી ચોક્કસ ઊર્જા ધરાવે છે, અને 1970ના દાયકામાં તેમને ઇલેક્ટ્રિક કાર માટે પાવર સ્રોત તરીકે દર્શાવવામાં આવ્યા હતા. જર્મનીમાં કામ કરતા એસ્ટોનિયન રસાયણશાસ્ત્રી વોલ્થેર કાંગ્રોએ સૌપ્રથમ 1950ના દાયકામાં સંપૂર્ણપણે ઓગળેલા સંક્રમણ ધાતુના આયનો પર આધારિત ફ્લો બેટરીનું પ્રદર્શન કર્યું હતુંઃ ટીઆઈ-ફે અને સીઆર-ફે. ટીઆઈ-ફે આરએફબી સાથે કેટલાક પ્રારંભિક પ્રયોગો કર્યા પછી નાસા અને જાપાનમાં અને અન્યત્ર કેટલાક અન્ય જૂથોએ વધુ વિકાસ માટે સીઆર-ફે રસાયણશાસ્ત્ર પસંદ કર્યું. આર. એફ. બી. સાઇકલિંગ દરમિયાન સમય બદલાતી એકાગ્રતાની અસરને ઘટાડવા માટે, મિશ્ર ઉકેલો (એટલે કે. તેમાં ક્રોમિયમ અને આયર્નની બંને પ્રજાતિઓ (નેગોલાઇટ અને પોસોલાઇટમાં) નો ઉપયોગ થતો હતો. સીઆર-ફે રસાયણશાસ્ત્રના ગેરફાયદાઓમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છેઃ હાઇડ્રેટ આઇસોમેરિઝમ (એટલે કે. ઇલેક્ટ્રોકેમિકલી સક્રિય CR3 + ક્લોરો-કોમ્પ્લેક્સ અને નિષ્ક્રિય હેક્સા-એક્વા કોમ્પ્લેક્સ વચ્ચેનું સંતુલન, જેને ચિલેટિંગ એમિનો-લિગાન્ડ્સ ઉમેરીને ઘટાડી શકાય છે) અને નેગોડ પર હાઇડ્રોજન ઉત્ક્રાંતિ (જે H2 ઓવરવોલ્ટેજ વધારવા માટે Pb ક્ષાર અને ક્રોમિયમ ઇલેક્ટ્રોડ પ્રતિક્રિયાને ઉત્પ્રેરિત કરવા માટે Au ક્ષાર ઉમેરીને ઘટાડવામાં આવે છે). 1980 ના દાયકાના અંતમાં, ઓસ્ટ્રેલિયામાં યુનિવર્સિટી ઓફ ન્યૂ સાઉથ વેલ્સ (યુ. એન. એસ. ડબલ્યુ.) ખાતે સુમ, રાયચિક અને સ્કાયલાસ-કાઝાકોસે ઓલ-વેનેડિયમ આર. એફ. બી. રસાયણશાસ્ત્રના ફાયદાઓ દર્શાવ્યા હતા, જેમ કે ગ્રેફાઇટ-જલીય એસિડ ઇન્ટરફેસના ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ વોલ્ટેજ વિંડોમાં ચાર ઓક્સિડેશન સ્થિતિઓનું અસ્તિત્વ, અને આમ મિશ્રણ મંદનને દૂર કરવું, જે સીઆર-ફે આર. એફ. બી. માં હાનિકારક છે. યુ. એન. એસ. ડબલ્યુ. એ વી. આર. એફ. બી. ને લગતી ઘણી પેટન્ટ દાખલ કરી હતી, જેને પાછળથી જાપાનીઝ, થાઈ અને કેનેડિયન કોર્પોરેશનોને લાઇસન્સ આપવામાં આવ્યું હતું, જેમણે પરિવર્તનશીલ સફળતા સાથે આ તકનીકનું વ્યાપારીકરણ કરવાનો પ્રયાસ કર્યો હતો. 2022માં, ડાલિયન, ચીને 400 એમડબલ્યુએચ, 100 એમડબલ્યુ વેનેડિયમ ફ્લો બેટરીનું સંચાલન કરવાનું શરૂ કર્યું, જે તે સમયે તેના પ્રકારની સૌથી મોટી હતી. પ્રવાહ બૅટરી એ રિચાર્જ કરી શકાય તેવું બળતણ કોષ છે જેમાં એક અથવા વધુ ઓગળેલા વિદ્યુત સક્રિય ઘટકો ધરાવતું ઇલેક્ટ્રોલાઇટ વિદ્યુતરાસાયણિક કોષમાંથી વહે છે જે વિપરીત રીતે રાસાયણિક ઊર્જાને સીધી વીજળીમાં રૂપાંતરિત કરે છે. ઇલેક્ટ્રોએક્ટિવ તત્વો "દ્રાવણમાં એવા તત્વો છે જે ઇલેક્ટ્રોડ પ્રતિક્રિયામાં ભાગ લઈ શકે છે અથવા જેને ઇલેક્ટ્રોડ પર શોષી શકાય છે". વધારાના ઇલેક્ટ્રોલાઇટને બાહ્ય રીતે સંગ્રહિત કરવામાં આવે છે, સામાન્ય રીતે ટાંકીઓમાં, અને સામાન્ય રીતે રિએક્ટરના કોષ (અથવા કોષો) દ્વારા પમ્પ કરવામાં આવે છે, જો કે ગુરુત્વાકર્ષણ ફીડ સિસ્ટમો પણ જાણીતી છે. ફ્લો બેટરીઓને ઇલેક્ટ્રોલાઇટ પ્રવાહીને બદલીને (આંતરિક કમ્બશન એન્જિન માટે ઇંધણ ટાંકીઓને ફરીથી ભરવા જેવી જ રીતે) ઝડપથી "રિચાર્જ" કરી શકાય છે, જ્યારે સાથે સાથે રિચાર્જ કરવા માટે ખર્ચવામાં આવેલી સામગ્રીને પુનઃપ્રાપ્ત કરી શકાય છે. ઘણી ફ્લો બેટરીઓ તેની ઓછી કિંમત અને પૂરતી વિદ્યુત વાહકતાને કારણે કાર્બન ફીલ ઇલેક્ટ્રોડનો ઉપયોગ કરે છે, જો કે આ ઇલેક્ટ્રોડ ઘણા રેડોક્સ યુગલો તરફની તેમની ઓછી સહજ પ્રવૃત્તિને કારણે વીજળીની ઘનતાને કંઈક અંશે મર્યાદિત કરે છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, ફ્લો બૅટરી એ ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ સેલ છે, જેમાં આયનીય દ્રાવણ (ઇલેક્ટ્રોલાઇટ) કોષની બહાર (ઇલેક્ટ્રોડ્સની આસપાસના કોષને બદલે) સંગ્રહિત થાય છે અને વીજળી ઉત્પન્ન કરવા માટે કોષમાં ભરી શકાય છે. પેદા કરી શકાય તેવી વીજળીની કુલ માત્રા ટાંકીમાં ઇલેક્ટ્રોલાઇટના જથ્થા પર આધારિત છે. ફ્લો બેટરીઓ ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ એન્જિનિયરિંગ દ્વારા સ્થાપિત ડિઝાઇન સિદ્ધાંતો દ્વારા સંચાલિત થાય છે. રીડોક્સ ફ્લો બેટરીઓ, અને ઓછા પ્રમાણમાં હાઇબ્રિડ ફ્લો બેટરીઓ, આના ફાયદા ધરાવે છેઃ ઊર્જાનું સ્વતંત્ર સ્કેલિંગ (ટાંકીઓ) અને પાવર (સ્ટેક), જે કિંમત/વજન/વગેરે માટે પરવાનગી આપે છે. દરેક એપ્લિકેશન માટે ઓપ્ટિમાઇઝેશન લાંબા ચક્ર અને કેલેન્ડર જીવન (કારણ કે ત્યાં કોઈ નક્કર-થી-નક્કર તબક્કા સંક્રમણો નથી, જે લિથિયમ-આયન અને સંબંધિત બેટરીઓના અધઃપતનનું કારણ બને છે) ઝડપી પ્રતિસાદ સમય "બરાબરી" ચાર્જિંગની જરૂર નથી (તમામ કોષોમાં સમાન ચાર્જ હોય તેની ખાતરી કરવા માટે બેટરીનું વધુ ચાર્જિંગ) કોઈ હાનિકારક ઉત્સર્જન નહીં ઇલેક્ટ્રોએક્ટિવ સામગ્રીના સંપૂર્ણ રિસાયક્લિંગ દરમિયાન ઓછું અથવા કોઈ સ્વ-વિસર્જન નહીં કેટલાક પ્રકારો ચાર્જ નિર્ધારણની સરળ સ્થિતિ (ચાર્જ પર વોલ્ટેજ નિર્ભરતા દ્વારા), ઓછી જાળવણી અને વધુ ચાર્જ/ઓવરડિસચાર્જ માટે સહનશીલતા પણ પ્રદાન કરે છે. તેઓ સલામત છે કારણ કે તેમાં સામાન્ય રીતે જ્વલનશીલ ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ હોતા નથી, અને ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સને પાવર સ્ટેકથી દૂર સંગ્રહિત કરી શકાય છે. નક્કર વિદ્યુત સક્રિય સામગ્રી ધરાવતી બેટરીઓની સરખામણીમાં ફ્લો બેટરીઓના ત્રણ મુખ્ય ગેરફાયદા છે ઓછી ઊર્જાની ઘનતા (ઉપયોગી માત્રામાં ઊર્જાનો સંગ્રહ કરવા માટે તમારે ઇલેક્ટ્રોલાઇટની મોટી ટાંકીઓની જરૂર પડે છે) ઓછી ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ દર (અન્ય ઔદ્યોગિક ઇલેક્ટ્રોડ પ્રક્રિયાઓની તુલનામાં). આનો અર્થ એ છે કે ઇલેક્ટ્રોડ અને પટલ વિભાજક મોટા હોવા જોઈએ, જેનાથી વીજળીનો ખર્ચ વધે છે. ફ્લો બેટરીઓની ઊર્જા કાર્યક્ષમતા ઓછી હોય છે, કારણ કે તેઓ ક્રોસ-ઓવર (આંતરિક સ્વ-વિસર્જન) ની અસરોને ઘટાડવા અને વીજળીના ખર્ચને ઘટાડવા માટે ઉચ્ચ વર્તમાન ઘનતા પર કામ કરે છે. ફ્લો બેટરીઓ સામાન્ય રીતે ઇંધણ કોષો કરતાં વધુ ઊર્જા કાર્યક્ષમતા ધરાવે છે, પરંતુ લિથિયમ-આયન બેટરીઓ કરતાં ઓછી હોય છે. પરંપરાગત પ્રવાહ બેટરીઓ રેડૉક્સ (રિડક્શન-ઓક્સિડેશન) કોષ એ એક ઉલટાવી શકાય તેવું કોષ છે જેમાં રેડૉક્સ-સક્રિય પ્રજાતિઓ પ્રવાહી (પ્રવાહી અથવા ગેસ) માધ્યમમાં હોય છે. રીડોક્સ ફ્લો બેટરીઓ રિચાર્જ કરી શકાય તેવા (ગૌણ) કોષો છે. કારણ કે તેઓ સોલિડ-સ્ટેટ ડિફ્યુઝન અથવા ઇન્ટરકલેશનને બદલે વિજાતીય ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સફરનો ઉપયોગ કરે છે, તેઓ પરંપરાગત બેટરીઓ (જેમ કે લીડ-એસિડ અથવા લિથિયમ-આયન) ને બદલે ઇંધણ કોષો સાથે વધુ સમાન છે. બળતણ કોષોને બેટરી ગણવામાં આવતા નથી તેનું મુખ્ય કારણ એ છે કે મૂળરૂપે (1800 ના દાયકામાં) બળતણ કોષો બિન-દહન વિદ્યુતરાસાયણિક પ્રક્રિયા દ્વારા બળતણ (અને હવા) માંથી સીધી વીજળી ઉત્પન્ન કરવાના સાધન તરીકે ઉભરી આવ્યા હતા. પાછળથી, ખાસ કરીને 1960 અને 1990ના દાયકામાં, રિચાર્જ કરી શકાય તેવા ઇંધણ કોષો (એટલે કે. /, જેમ કે નાસાના હેલિઓસ પ્રોટોટાઇપમાં એકાત્મક પુનઃજનન બળતણ કોષો) વિકસાવવામાં આવ્યા હતા. રેડોક્સ ફ્લો બેટરીના ઉદાહરણોમાં વેનેડિયમ રેડોક્સ ફ્લો બેટરી, પોલિસલ્ફાઇડ-બ્રોમાઇડ બેટરી (રેજેનેસિસ), આયર્ન રેડોક્સ ફ્લો બેટરી (આઇઆરએફબી) અને યુરેનિયમ રેડોક્સ ફ્લો બેટરી છે. ઘણી પ્રણાલીઓ પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવી હોવા છતાં રીડોક્સ ઇંધણ કોષો વ્યાપારી રીતે ઓછા સામાન્ય છે. મર્યાદિત ઊર્જા અને શક્તિની ઘનતા હોવા છતાં, વેનેડિયમ રેડોક્સ ફ્લો બેટરીઓ અન્ય રસાયણશાસ્ત્ર પર પ્રદાન કરેલા ફાયદાઓને કારણે હાલમાં સૌથી વધુ વેચાતી ફ્લો બેટરીઓ છે. તેઓ બંને ઇલેક્ટ્રોડ પર વેનેડિયમનો ઉપયોગ કરે છે, તેથી તેઓ ક્રોસ-પ્રદૂષણથી પીડાતા નથી. જોકે, વેનેડિયમ ક્ષારની મર્યાદિત દ્રાવ્યતા વ્યવહારમાં આ લાભને દૂર કરે છે. વધુ મહત્ત્વની વાત એ છે કે વી. આર. એફ. બી. ની વ્યાવસાયિક સફળતા માટે વાસ્તવમાં વેનેડિયમ રેડોક્સ-કપલ્સની કાર્યકારી વોલ્ટેજ શ્રેણી સાથે કાર્બન/જલીય એસિડ ઇન્ટરફેસની વોલ્ટેજ વિંડોનો લગભગ સંપૂર્ણ મેળ છે. આ ઓછા ખર્ચવાળા કાર્બન ઇલેક્ટ્રોડ્સના ટકાઉપણું અને H2 અને O2 ઉત્ક્રાંતિ જેવી આડઅસરોની ઓછી અસરની ખાતરી આપે છે, જેના પરિણામે રેકોર્ડ-લાંબા કેલેન્ડર (ઘણા વર્ષો) અને ચક્ર (15,000-20,000 ચક્ર) જીવન થાય છે, જે બદલામાં ઊર્જાના રેકોર્ડ નીચા સ્તરના ખર્ચ (LCOE, એટલે કે. સિસ્ટમ ખર્ચને ઉપયોગી ઊર્જા, ચક્ર જીવન અને રાઉન્ડ-ટ્રીપ કાર્યક્ષમતા દ્વારા વિભાજિત કરવામાં આવે છે). ફ્લો બેટરીનો લાંબો જીવનકાળ તેમની પ્રમાણમાં ઊંચી મૂડી કિંમત (વેનેડિયમ, કાર્બન ફેલ્ટ્સ, બાયપોલર પ્લેટ્સ, પટલને કારણે) ના ઋણમુક્તિ માટે પરવાનગી આપે છે. વી. આર. એફ. બી. માટે ઊર્જાની સ્તરીય કિંમત કેડબલ્યુએચ દીઠ થોડા દસ ડોલર સેન્ટ અથવા € સેન્ટના ક્રમમાં છે, જે સોલિડ-સ્ટેટ બેટરીઓ કરતાં ઘણી ઓછી છે અને યુએસ અને ઇસી સરકારી એજન્સીઓ દ્વારા જણાવવામાં આવેલા $0.05 અને € 0.05 ના લક્ષ્યાંકોથી અત્યાર સુધી ઓછી નથી. વ્યાપક અમલીકરણ માટેના મુખ્ય પડકારોમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છેઃ ઓછી વિપુલતા અને V2O5 (> $30/કિલો) ની ઊંચી કિંમત, VRFB માટે કાચો માલ; હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજન ઉત્ક્રાંતિ સહિત પરોપજીવી પ્રતિક્રિયાઓ; અને સાયકલ ચલાવતી વખતે V2O5 નો વરસાદ. વૈકલ્પિક ફ્લો બેટરી તકનીકો વિકસાવવા માટે તે મુખ્ય પ્રેરક બળ છે. પરંપરાગત પ્રવાહ બેટરી રસાયણશાસ્ત્રમાં ઓછી ચોક્કસ ઊર્જા (જે તેમને સંપૂર્ણ ઇલેક્ટ્રિક વાહનો માટે ખૂબ ભારે બનાવે છે) અને ઓછી ચોક્કસ શક્તિ (જે તેમને સ્થિર ઊર્જા સંગ્રહ માટે ખૂબ ખર્ચાળ બનાવે છે) બંને હોય છે. જો કે હાઇડ્રોજન-બ્રોમિન ફ્લો બેટરીઓ માટે 1.4 W/cm2 ની ઉચ્ચ શક્તિ દર્શાવવામાં આવી હતી, અને હાઇડ્રોજન-બ્રોમેટ ફ્લો બેટરીઓ માટે ઉચ્ચ ચોક્કસ ઊર્જા (ટાંકી સ્તરે 530 W/Kg) દર્શાવવામાં આવી હતી. 2022માં, DARPA SBIR દ્વારા ભંડોળ પૂરું પાડવામાં આવેલ ઇન્ફ્લુઇટ એનર્જીએ જલીય દ્રાવણમાં લટકાવવામાં આવેલા મેટલ ઓક્સાઇડથી બનેલા બિન-જ્વલનશીલ, સપાટી-સંશોધિત નેનોઇલેક્ટ્રોફ્યુઅલની જાહેરાત કરી હતી. ઉચ્ચ સાંદ્રતા અને લક્ષણો અને લાયન બેટરી કરતા વધુ ઊર્જાની ઘનતા પર પણ સામગ્રી દ્રાવણમાંથી બહાર સ્થિર થતી નથી. કાર્યરત તાપમાન-40 થી 80 ડિગ્રી સેલ્સિયસ હોય છે. તેમને લિથિયમ, ભારે ધાતુઓ અથવા દુર્લભ-પૃથ્વી તત્વોની જરૂર નથી. હાઇબ્રિડ ફ્લો બેટરી હાઇબ્રિડ ફ્લો બેટરી નક્કર સ્તર તરીકે જમા થયેલા એક અથવા વધુ વિદ્યુત સક્રિય ઘટકોનો ઉપયોગ કરે છે. મુખ્ય ગેરલાભ એ છે કે સોલિડ સ્ટેટ ઇલેક્ટ્રોડનો ઉપયોગ કરવાથી સંપૂર્ણ પ્રવાહની બેટરીઓમાં જોવા મળતી ઊર્જા અને શક્તિમાં ઘટાડો થાય છે. કોષમાં એક બૅટરી ઇલેક્ટ્રોડ અને એક ફ્યુઅલ સેલ ઇલેક્ટ્રોડ હોય છે. આ પ્રકાર ઇલેક્ટ્રોડ સપાટી વિસ્તાર દ્વારા ઊર્જામાં મર્યાદિત છે. હાઇબ્રિડ ફ્લો બેટરીઓમાં ઝિંક-બ્રોમિન, ઝિંક-સેરિયમ, દ્રાવ્ય લીડ-એસિડ અને આયર્ન-સોલ્ટ ફ્લો બેટરીનો સમાવેશ થાય છે. વેંગ એટ અલ. 1. 93 વીના પ્રાયોગિક ઓ. સી. વી. અને 1.7 વીના ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ સાથે વેનેડિયમ-મેટલ હાઇડ્રાઇડ રિચાર્જ કરી શકાય તેવી હાઇબ્રિડ ફ્લો બેટરીનો અહેવાલ આપ્યો હતો, જે જલીય ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ સાથે રિચાર્જ કરી શકાય તેવી ફ્લો બેટરીઓમાં પ્રમાણમાં ઉચ્ચ મૂલ્યો છે. આ વર્ણસંકર બૅટરીમાં અને ના મિશ્ર દ્રાવણમાં કાર્યરત ગ્રેફાઇટ ફીલ્ડ પોઝિટિવ ઇલેક્ટ્રોડ અને KOH જલીય દ્રાવણમાં મેટલ હાઇડ્રાઇડ નેગેટિવ ઇલેક્ટ્રોડનો સમાવેશ થાય છે. જુદા જુદા પી. એચ. ના બે ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ દ્વિધ્રુવી પટલ દ્વારા અલગ પડે છે. આ પ્રણાલીએ કુલમ્બ (95 ટકા), ઊર્જા (84 ટકા) અને વોલ્ટેજ (88 ટકા) માં સારી પ્રત્યાવર્તનક્ષમતા અને ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા દર્શાવી હતી. તેઓએ વર્તમાન ઘનતામાં વધારો, મોટા 100 સે. મી. 2 ઇલેક્ટ્રોડ્સનો સમાવેશ અને શ્રેણીમાં 10 મોટા કોષોની કામગીરીની સિદ્ધિઓ સાથે આ રેડોક્સ જોડીમાં વધુ સુધારાઓની જાણ કરી. વધઘટ થતા સિમ્યુલેટેડ પાવર ઇનપુટનો ઉપયોગ કરીને પ્રારંભિક માહિતીએ કેડબલ્યુએચ સ્કેલ સંગ્રહ તરફની સદ્ધરતાનું પરીક્ષણ કર્યું. 2016 માં, ઉચ્ચ ઊર્જા ઘનતા એમએન (VI)/એમએન (VII)-ઝેડએન હાઇબ્રિડ ફ્લો બેટરીની દરખાસ્ત કરવામાં આવી હતી. એક પ્રોટોટાઇપ ઝિંક-પોલિઓડાઇડ ફ્લો બૅટરીએ 167 Wh/L (વોટ-કલાક પ્રતિ લિટર) ની ઊર્જાની ઘનતા દર્શાવી હતી. જૂના ઝિંક-બ્રોમાઇડ કોષો 70 Wh/L સુધી પહોંચે છે. સરખામણી માટે, લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ બેટરીઓ 233 Wh/L સંગ્રહિત કરે છે. ઝિંક-પોલિઓડાઇડ બેટરી અન્ય પ્રવાહ બેટરીઓ કરતાં સલામત હોવાનો દાવો કરવામાં આવે છે કારણ કે તેમાં એસિડિક ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સની ગેરહાજરી, બિન-જ્વલનશીલતા અને તેની કાર્યકારી શ્રેણીને વ્યાપક ઠંડક સર્કિટરીની જરૂર નથી, જે વજન વધારશે અને જગ્યા કબજે કરશે. એક વણઉકેલાયેલી સમસ્યા નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ પર ઝિંકનું નિર્માણ છે જે પટલમાં પ્રવેશી શકે છે, કાર્યક્ષમતામાં ઘટાડો કરે છે. ઝેડએન ડેંડ્રાઇટની રચનાને કારણે, ઝેડએન-હેલાઇડ બેટરી ઉચ્ચ વર્તમાન ઘનતા (> 20 એમએ/સે. મી. 2) પર કામ કરી શકતી નથી અને તેથી તેની શક્તિની ઘનતા મર્યાદિત હોય છે. ZnI બૅટરીના ઇલેક્ટ્રોલાઇટમાં આલ્કોહોલ ઉમેરવાથી સમસ્યામાં મદદ મળી શકે છે. Zn/I RFBની ખામીઓ આયોડાઇડ ક્ષાર (> $20/કિ. ગ્રા.) ની ઊંચી કિંમત પર આધારિત છે; Zn સંચયની મર્યાદિત વિસ્તાર ક્ષમતા પણ વિઘટિત ઊર્જા અને શક્તિ ગુમાવે છે; અને Zn ડેંડ્રાઇટ રચના. જ્યારે બેટરી સંપૂર્ણપણે વિસર્જિત થાય છે, ત્યારે બંને ટાંકીઓ સમાન ઇલેક્ટ્રોલાઇટ દ્રાવણ ધરાવે છેઃ હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ ઝિંક આયનો () અને નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ આયોડાઇડ આયન () નું મિશ્રણ. જ્યારે ચાર્જ કરવામાં આવે છે, ત્યારે એક ટાંકી અન્ય નકારાત્મક આયન, પોલિઆયોડાઇડ, () ધરાવે છે. બેટરી બાહ્ય ટાંકીઓમાંથી પ્રવાહીને બેટરીના ઢાળ વિસ્તારમાં પંપીંગ કરીને શક્તિ ઉત્પન્ન કરે છે જ્યાં પ્રવાહી મિશ્રિત હોય છે. ઢગલાની અંદર, ઝિંક આયન પસંદગીયુક્ત પટલમાંથી પસાર થાય છે અને ઢગલાની નકારાત્મક બાજુએ ધાતુના ઝિંકમાં બદલાય છે. ઝિંક-આયોડાઇડ પ્રવાહ બેટરીની ઊર્જાની ઘનતામાં વધુ વધારો કરવા માટે, બ્રોમાઇડ આયનો () નો ઉપયોગ મુક્ત આયોડિનને સ્થિર કરવા માટે જટિલ એજન્ટ તરીકે થાય છે, ચાર્જ સંગ્રહ માટે આયોડાઇડ આયનોને મુક્ત કરવાના સાધન તરીકે આયોડિન-બ્રોમાઇડ આયનો () બનાવે છે. પ્રોટોન ફ્લો બેટરી (પી. એફ. બી.) મેટલ હાઇડ્રાઇડ સ્ટોરેજ ઇલેક્ટ્રોડને રિવર્સિબલ પ્રોટોન એક્સચેન્જ મેમ્બ્રેન (પી. ઈ. એમ.) ફ્યુઅલ સેલમાં એકીકૃત કરે છે. ચાર્જિંગ દરમિયાન, પી. એફ. બી. ઇંધણ કોષના એક ઇલેક્ટ્રોડમાં ઇલેક્ટ્રોન અને ધાતુના કણો સાથે પાણીને વિભાજિત કરવાથી ઉત્પન્ન થતા હાઇડ્રોજન આયનોને જોડે છે. ઊર્જા સોલિડ-સ્ટેટ મેટલ હાઇડ્રાઇડના સ્વરૂપમાં સંગ્રહિત થાય છે. જ્યારે પ્રક્રિયા ઉલટાવી દેવામાં આવે છે અને પ્રોટોનને આજુબાજુના ઓક્સિજન સાથે જોડવામાં આવે છે ત્યારે ડિસ્ચાર્જ વીજળી અને પાણી ઉત્પન્ન કરે છે. લિથિયમ કરતાં ઓછી ખર્ચાળ ધાતુઓનો ઉપયોગ કરી શકાય છે અને લિથિયમ કોષો કરતાં વધુ ઊર્જા ઘનતા પ્રદાન કરી શકાય છે. કાર્બનિક પ્રકારો અકાર્બનિક રેડોક્સ ફ્લો બેટરીઓની સરખામણીમાં, જેમ કે વેનેડિયમ રેડોક્સ ફ્લો બેટરી અને ઝેડએન-બીઆર 2 બેટરી, જે દાયકાઓથી વિકસાવવામાં આવી છે, કાર્બનિક રેડોક્સ ફ્લો બેટરીઓ 2009 માં ઉભરી આવી હતી. કાર્બનિક રેડોક્સ ફ્લો બેટરીઓની પ્રાથમિક અપીલ સક્રિય ઘટકોના ટ્યુન કરી શકાય તેવા રેડોક્સ ગુણધર્મોમાં રહે છે. 2021 સુધીમાં, ઓર્ગેનિક આર. એફ. બી. ની ટકાઉપણું ઓછી છે (એટલે કે. કૅલેન્ડર અથવા ચક્ર જીવન, અથવા બંને). આ કારણોસર, વ્યાપારી ધોરણે માત્ર અકાર્બનિક આર. એફ. બી. નું પ્રદર્શન કરવામાં આવ્યું છે. ઓર્ગેનિક રેડોક્સ ફ્લો બેટરીઓને વધુ જલીય (એ. ઓ. આર. એફ. બી.) અને બિન-જલીય (એન. એ. ઓ. આર. એફ. બી.) માં વર્ગીકૃત કરી શકાય છે. એઓઆરએફબી ઇલેક્ટ્રોલાઇટ સામગ્રી માટે દ્રાવક તરીકે પાણીનો ઉપયોગ કરે છે જ્યારે એનએઓઆરએફબી કાર્બનિક દ્રાવકનો ઉપયોગ કરે છે. એ. ઓ. આર. એફ. બી. અને એન. એ. ઓ. આર. એફ. બી. ને કુલ અને સંકર કાર્બનિક પ્રણાલીઓમાં વિભાજિત કરી શકાય છે. પહેલું માત્ર કાર્બનિક ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રીનો ઉપયોગ કરે છે, જ્યારે બીજું એનોડ અથવા કેથોડ માટે અકાર્બનિક સામગ્રીનો ઉપયોગ કરે છે. મોટા પાયે ઊર્જા સંગ્રહમાં, ઓછી દ્રાવક કિંમત અને ઉચ્ચ વાહકતા એ. ઓ. આર. એફ. બી. ને વધુ વ્યાપારી ક્ષમતા આપે છે, તેમજ પાણી આધારિત ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સથી સલામતીના ફાયદા આપે છે. તેના બદલે એન. એ. ઓ. આર. એફ. બી. ઘણી મોટી વોલ્ટેજ વિન્ડો પૂરી પાડે છે અને ઓછી ભૌતિક જગ્યા રોકે છે. pH તટસ્થ AORFBs pH તટસ્થ AORFBs pH7 પરિસ્થિતિઓમાં સંચાલિત થાય છે, સામાન્ય રીતે સહાયક ઇલેક્ટ્રોલાઇટ તરીકે NaCl નો ઉપયોગ કરે છે. પી. એચ. તટસ્થ પરિસ્થિતિઓમાં, કાર્બનિક અને ઓર્ગેનોમેટાલિક અણુઓ સડો કરતા એસિડિક અને આલ્કલાઇન પરિસ્થિતિઓ કરતાં વધુ સ્થિર હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, એ. ઓ. આર. એફ. બી. માં વપરાતું સામાન્ય કેથોલાઇટ કે4 [ફે (સી. એન.)] આલ્કલાઇન દ્રાવણમાં સ્થિર નથી પરંતુ પી. એચ. તટસ્થ પરિસ્થિતિઓમાં હોય છે. એ. ઓ. આર. એફ. બી. એ મિથાઈલ વાયોલોગેનનો ઉપયોગ એનોલાઇટ તરીકે અને 4-હાઈડ્રોક્સી-<આઇ. ડી. 1>, 6-ટેટ્રામીથિલપાઇપરિડિન-1-ઓક્સિલનો ઉપયોગ પી. એચ. તટસ્થ પરિસ્થિતિઓમાં કેથોલાઇટ તરીકે, ઉપરાંત એન. એ. સી. એલ. અને ઓછા ખર્ચે આયન વિનિમય પટલ તરીકે કર્યો હતો. આ એમ. વી./ટી. ઇ. એમ. પી. ઓ. પ્રણાલીમાં સૌથી વધુ સેલ વોલ્ટેજ છે, <આઇ. ડી. 1>, અને સંભવતઃ, એ. ઓ. આર. એફ. બી. માટે નોંધાયેલ સૌથી ઓછી મૂડી કિંમત ($180/કે. ડબલ્યુ. એચ.) છે. જલીય પ્રવાહી ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સની રચના વર્તમાન માળખાને બદલ્યા વિના વર્તમાન પ્રણાલીઓ માટે ડ્રોપ-ઇન રિપ્લેસમેન્ટ તરીકે કરવામાં આવી હતી. 600 મિલીવોટની પરીક્ષણ બેટરી 20 થી 100 mA/cm સુધીની વર્તમાન ઘનતા પર લગભગ 100 ટકા કાર્યક્ષમતા સાથે 100 ચક્ર માટે સ્થિર હતી, જેમાં 40-50 mA પર શ્રેષ્ઠ કામગીરીનું મૂલ્યાંકન કરવામાં આવ્યું હતું, જેના પર બેટરીના મૂળ વોલ્ટેજનો લગભગ 70 ટકા હિસ્સો જાળવી રાખવામાં આવ્યો હતો. તટસ્થ એ. ઓ. આર. એફ. બી. એસિડ અથવા આલ્કલાઇન એ. ઓ. આર. એફ. બી. કરતાં વધુ પર્યાવરણને અનુકૂળ હોઈ શકે છે જ્યારે સડો કરતા આર. એફ. બી. સાથે તુલનાત્મક વિદ્યુતરાસાયણિક કામગીરી દર્શાવે છે. એમવી/ટેમ્પો એઓઆરએફબીની ઊર્જા ઘનતા <આઇડી1> છે, જેમાં ટેમ્પોની બાજુએ મર્યાદા છે. વાયોલોગેન આધારિત ફ્લો બેટરીઓ મુખ્યત્વે ઉતાહ સ્ટેટ યુનિવર્સિટી ખાતે લિયુના જૂથ દ્વારા વિકસાવવામાં આવી છે. 2019 માં, જૂથે 10 Wh/L ની ઊર્જા ઘનતા સાથે 1000 ચક્ર માટે અલ્ટ્રાલાઇટ સલ્ફોનેટ-વાયોલોગેન/ફેરોસાયનાઇડ AORFB સ્થિર હોવાનું નોંધ્યું હતું, જે અત્યાર સુધીમાં સૌથી સ્થિર, ઊર્જા ગાઢ AORFB છે. એસિડિક એ. ઓ. આર. એફ. બી. ક્વિનોન્સ અને તેમના વ્યુત્પન્ન ઘણા કાર્બનિક રેડોક્સ પ્રણાલીઓનો આધાર છે. એક અભ્યાસમાં, 1,2-ડાયહાઇડ્રોબેન્ઝોક્વિનોન-3,5-ડાયસલ્ફોનિક એસિડ (બીક્યુડીએસ) અને 1,4-ડાયહાઇડ્રોબેન્ઝોક્વિનોન-2-સલ્ફોનિક એસિડ (બીક્યુએસ) નો ઉપયોગ કેથોડ તરીકે કરવામાં આવ્યો હતો, અને પરંપરાગત પીબી/પીબીએસઓ 4 એ સંકર એસિડ એઓઆરએફબીમાં એનોલાઇટ હતું. ક્વિનોન્સ પરંપરાગત કેથોલાઇટની સરખામણીમાં વિદ્યુત ચાર્જના બે એકમો સ્વીકારે છે, જે સૂચવે છે કે આવી બેટરી આપેલ વોલ્યુમમાં બમણી ઊર્જા સંગ્રહિત કરી શકે છે. અન્ય ક્વિનોન 9,10-એન્થ્રાક્વિનોન-2,7-ડાયસલ્ફોનિક એસિડ (AQDS) નું મૂલ્યાંકન કરવામાં આવ્યું છે. એ. ક્યુ. ડી. એસ. સલ્ફ્યુરિક એસિડમાં ગ્લાસી કાર્બન ઇલેક્ટ્રોડ પર ઝડપી, ઉલટાવી શકાય તેવા બે-ઇલેક્ટ્રોન/બે-પ્રોટોન ઘટાડામાંથી પસાર થાય છે. સસ્તા કાર્બન ઇલેક્ટ્રોડ સાથેની જલીય પ્રવાહની બૅટરી, ક્વિનોન/હાઇડ્રોક્વિનોન દંપતીને/રેડોક્સ દંપતી સાથે જોડીને, 13,000 એ/એમ 2 પર 6,000 ડબલ્યુ/એમ 2 થી વધુ ગેલ્વેનિક પાવર ઘનતા ઉત્પન્ન કરે છે. સાયકલ ચલાવવાથી ચક્ર દીઠ 99 ટકાથી વધુ સંગ્રહ ક્ષમતા જાળવી રાખવામાં આવી હતી. વોલ્યુમેટ્રિક ઊર્જાની ઘનતા 20 Wh/L થી વધુ હતી. નકારાત્મક બાજુએ એન્થ્રાક્વિનોન-2-સલ્ફોનિક એસિડ અને એન્થ્રાક્વિનોન-2,6-ડાયસલ્ફોનિક એસિડ અને સકારાત્મક બાજુએ 1,2-ડાયહાઇડ્રોબેન્ઝોક્વિનોન-3,5-ડાયસલ્ફોનિક એસિડ જોખમી બીઆર 2 નો ઉપયોગ કરવાનું ટાળે છે. બૅટરી અધોગતિ વિના 1,000 ચક્ર સુધી ટકી રહેવાનો દાવો કરવામાં આવ્યો હતો. જ્યારે આ પ્રણાલી મજબૂત દેખાય છે, ત્યારે તેમાં સેલ વોલ્ટેજ ઓછો હોય છે (સી. એ. 0.55V) અને ઓછી ઊર્જા ઘનતા (<4Wh/L). ઇલેક્ટ્રોલાઇટ તરીકે ઉપયોગમાં લેવાતા હાઇડ્રોબ્રોમિક એસિડને ઓછા ઝેરી આલ્કલાઇન સોલ્યુશન (1M KOH) અને ફેરોસાયનાઇડ સાથે બદલવામાં આવ્યું છે. ઉચ્ચ પીએચ ઓછી સડો કરતી હોય છે, જે સસ્તી પોલિમર ટાંકીઓનો ઉપયોગ કરવાની મંજૂરી આપે છે. પટલમાં વધેલા વિદ્યુત પ્રતિકારને વધેલા વોલ્ટેજની ભરપાઈ કરવામાં આવી હતી. સેલ વોલ્ટેજ 1.2V હતો. કોષની કાર્યક્ષમતા 99 ટકાથી વધી ગઈ છે, જ્યારે રાઉન્ડ ટ્રીપની કાર્યક્ષમતા 84 ટકા માપવામાં આવી છે. બેટરી ઓછામાં ઓછા 1,000 ચક્રોનું અપેક્ષિત જીવન પ્રદાન કરે છે. તેની સૈદ્ધાંતિક ઊર્જાની ઘનતા 19Wh/L હતી. ફે (ઓ. એચ.) અથવા ફે (ઓ. એચ.) ની રચના કર્યા વિના ઉચ્ચ પી. એચ. કે. ઓ. એચ. દ્રાવણમાં ફેરોસાયનાઇડની રાસાયણિક સ્થિરતાને સ્કેલ-અપ કરતા પહેલા ચકાસવાની જરૂર છે. એક જ અણુમાં એનોલાઇટ અને કેથોલાઇટ બંનેને એકીકૃત કરવાની તપાસ કરવામાં આવી છે. આવા દ્વિ-કાર્યાત્મક વિશ્લેષકો અથવા કોમ્બી-અણુઓ બંને ટાંકીઓમાં સમાન સામગ્રીનો ઉપયોગ કરવાની મંજૂરી આપે છે. એક ટાંકીમાં તે ઇલેક્ટ્રોન દાતા છે, જ્યારે બીજામાં તે ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તકર્તા છે. ક્રોસઓવરની અસરમાં ઘટાડો કરવા જેવા સંબંધિત ફાયદાઓ છે. આમ, ક્વિનોન ડાયમિનોએન્થ્રાક્વિનોન અને ગળી આધારિત અણુઓ તેમજ ટીઈએમપીઓ/ફેનાઝિન સંયોજન અણુઓ સપ્રમાણ રેડોક્સ-ફ્લો બેટરી (એસઆરએફબી) ના વિકાસ માટે સંભવિત ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ છે. અન્ય અભિગમમાં દાતા/પ્રાપ્તકર્તા તરીકે બ્લેટર રેડિકલ અપનાવવામાં આવ્યું હતું. તે પાણીમાં દ્રાવ્ય ન હોવા છતાં પરીક્ષણોમાં 275 ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ ચક્ર સહન કર્યું હતું. આલ્કલાઇન ક્વિનોન અણુઓનો ઉપયોગ આલ્કલાઇન એ. આર. ઓ. એફ. બી. માં એનોલાઇટ્સ તરીકે થાય છે. અન્ય એનોલાઇટ ઉમેદવાર ફ્લુઓરેનોન છે, જે તેની પાણીની દ્રાવ્યતા વધારવા માટે ફરીથી રચાયેલ છે. એક ઉલટાવી શકાય તેવું કીટોન (ડી) હાઇડ્રોજનીકરણ પ્રદર્શન કોષ ખંડના તાપમાને 1,111 ચાર્જિંગ ચક્ર પર ઉત્પ્રેરક વિના 120 દિવસ સુધી સતત કાર્યરત હતું, જે 97 ટકા ક્ષમતા જાળવી રાખ્યું હતું. કોષ વેનેડિયમ આધારિત પ્રણાલીઓની ઊર્જા ઘનતા કરતાં બમણાથી વધુ પ્રદાન કરે છે. આલ્કલાઇન એઓઆરએફબી માટે મુખ્ય પડકાર એ સ્થિર કેથોલાઇટનો અભાવ છે, જે તેમની ઊર્જાની ઘનતા 5 ડબલ્યુએચ/એલથી ઓછી રાખે છે. તમામ નોંધાયેલા આલ્કલાઇન એઓઆરએફબી આલ્કલાઇન દ્રાવણમાં ફેરોસાયનાઇડની સ્થિરતાના મુદ્દાને કારણે વધુ પડતા પોટેશિયમ ફેરોસાયનાઇડ કેથોલાઇટનો ઉપયોગ કરે છે. ધાતુ-કાર્બનિક પ્રવાહ બેટરીઓ રેડૉક્સ-સક્રિય ધાતુઓના ગુણધર્મોને સુધારવા માટે કાર્બનિક લિગાન્ડ્સનો ઉપયોગ કરે છે. લિગાન્ડ્સ ઇ. ડી. ટી. એ. ની જેમ ચિલેટ હોઈ શકે છે, અને ઇલેક્ટ્રોલાઇટને તટસ્થ અથવા આલ્કલાઇન પરિસ્થિતિઓમાં સક્ષમ કરી શકે છે, જેમાં ધાતુના એક્વો કોમ્પ્લેક્સ અન્યથા અવક્ષેપિત થશે. ધાતુ સાથે પાણીના સંકલનને અવરોધિત કરીને, કાર્બનિક લિગાન્ડ્સ ધાતુ-ઉત્પ્રેરક જળ-વિભાજન પ્રતિક્રિયાઓને અટકાવી શકે છે, પરિણામે ઉચ્ચ વોલ્ટેજ ઓલ-જલીય પ્રણાલીઓમાં પરિણમે છે. ઉદાહરણ તરીકે, 1,3-પ્રોપેનેડિયામિનેટેટ્રાએસેટેટ (પી. ડી. ટી. એ.) સાથે સંકલિત ક્રોમિયમના ઉપયોગથી 1.62 વી વિરુદ્ધ ફેરોસાયનાઇડની કોષ ક્ષમતા અને વિક્રમજનક 2.13 વી વિરુદ્ધ બ્રોમિન મળ્યું હતું. ધાતુ-કાર્બનિક પ્રવાહ બેટરીઓને સંકલન રસાયણ પ્રવાહ બેટરી તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, જે લોકહીડ માર્ટિનની ગ્રીડસ્ટાર ફ્લો ટેકનોલોજી પાછળની તકનીકનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. ઓલિગોમર ઓલિગોમર રેડોક્સ-પ્રજાતિઓ આર. એફ. બી. ને ઓછા ખર્ચે પટલનો ઉપયોગ કરીને વિદ્યુત સક્રિય પ્રજાતિઓના ક્રોસઓવરને ઘટાડવાની દરખાસ્ત કરવામાં આવી છે. આવા રેડોક્સ-સક્રિય ઓલિગોમર્સને રેડોક્સિમર્સ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. એક પ્રણાલી કાર્બનિક પોલિમર અને સેલ્યુલોઝ પટલ સાથે ખારા દ્રાવણનો ઉપયોગ કરે છે. નોંધપાત્ર ક્ષમતા જાળવી રાખીને પ્રોટોટાઇપ 10,000 ચાર્જિંગ ચક્રમાંથી પસાર થયું હતું. ઊર્જાની ઘનતા 10 Wh/L હતી. વર્તમાન ઘનતા 100 મિલીએમ્પીયર/સે. મી. 2 સુધી પહોંચી હતી. અન્ય ઓલિગોમર આર. એફ. બી. ઓછા ખર્ચે ડાયાલિસિસ પટલ સાથે સંયોજનમાં વાયોલોગેન અને ટી. ઇ. એમ. પી. ઓ. રિડોક્સિમરનો ઉપયોગ કરે છે. પાણીમાં ઓગળેલા કાર્યાત્મક મેક્રોમોલેક્યુલ્સ (એક્રેલિક ગ્લાસ અથવા સ્ટાયરોફોમની જેમ) સક્રિય ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રી છે. કદ-પસંદગીયુક્ત નેનોપોરસ પટલ સ્ટ્રેનરની જેમ કામ કરે છે અને પરંપરાગત આયન-પસંદગીયુક્ત પટલની તુલનામાં વધુ સરળતાથી અને ઓછા ખર્ચે ઉત્પન્ન થાય છે. તે મોટા "સ્પાઘેટ્ટી" જેવા પોલિમર પરમાણુઓને જાળવી રાખે છે, જ્યારે નાના પ્રતિકૃતિઓને પસાર થવા દે છે. આ ખ્યાલ પરંપરાગત નેફિયોન પટલની ઊંચી કિંમતને હલ કરી શકે છે, પરંતુ ઉચ્ચ જળ દ્રાવ્યતા સાથે રેડોક્સ સક્રિય પોલિમરની રચના અને સંશ્લેષણ તુચ્છ નથી. અત્યાર સુધી, ઓલિગોમર રેડોક્સ-પ્રજાતિઓ સાથે આર. એફ. બી. એ સ્પર્ધાત્મક ક્ષેત્ર-વિશિષ્ટ શક્તિ દર્શાવી નથી. તે સ્પષ્ટ નથી કે ઓછી કાર્યકારી પ્રવાહ ઘનતા એ મોટા રેડોક્સ-અણુઓનું આંતરિક લક્ષણ છે કે નહીં. અન્ય પ્રકારો અન્ય પ્રવાહ-પ્રકારની બેટરીઓમાં ઝિંક-સેરિયમ બેટરી, ઝિંક-બ્રોમિન બેટરી અને હાઇડ્રોજન-બ્રોમિન બેટરીનો સમાવેશ થાય છે. પટલ વિનાની બૅટરી લેમિનાર પ્રવાહ પર આધાર રાખે છે જેમાં બે પ્રવાહીને ચેનલ દ્વારા પમ્પ કરવામાં આવે છે, જ્યાં તેઓ ઊર્જાને સંગ્રહિત કરવા અથવા મુક્ત કરવા માટે ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાઓમાંથી પસાર થાય છે. ઉકેલો સમાંતર વહે છે, જેમાં થોડું મિશ્રણ થાય છે. પ્રવાહ કુદરતી રીતે પ્રવાહીને અલગ કરે છે, પટલની જરૂરિયાતને દૂર કરે છે. પટલ ઘણીવાર બૅટરીના સૌથી મોંઘા અને ઓછામાં ઓછા વિશ્વસનીય ઘટકો હોય છે, કારણ કે અમુક પ્રતિક્રિયાકારકોના વારંવાર સંપર્કમાં આવવાથી તેનો નાશ થઈ શકે છે. પટલની ગેરહાજરી પ્રવાહી બ્રોમિન દ્રાવણ અને હાઇડ્રોજનના ઉપયોગને સક્ષમ બનાવે છેઃ જ્યારે પટલનો ઉપયોગ કરવામાં આવે ત્યારે આ સંયોજન સમસ્યારૂપ બને છે, કારણ કે તે હાઇડ્રોબ્રોમિક એસિડ બનાવે છે જે પટલનો નાશ કરી શકે છે. બન્ને સામગ્રી ઓછી કિંમતે ઉપલબ્ધ છે. આ ડિઝાઇન બે ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચેની નાની ચેનલનો ઉપયોગ કરે છે. પ્રવાહી બ્રોમિન ગ્રેફાઇટ કેથોડ પર ચેનલમાંથી વહે છે અને હાઇડ્રોબ્રોમિક એસિડ છિદ્રાળુ એનોડ હેઠળ વહે છે. તે જ સમયે, હાઇડ્રોજન ગેસ એનોડમાં વહે છે. બેટરીને રિચાર્જ કરવા માટે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાને ઉલટાવી શકાય છે-કોઈપણ પટલ વિનાની રચના માટે પ્રથમ. ઓગસ્ટ 2013માં પ્રકાશિત આવી જ એક પટલ વિનાની પ્રવાહ બેટરીએ 0.795 mW/cm2ની મહત્તમ શક્તિ ઘનતા ઉત્પન્ન કરી હતી, જે અન્ય પટલ વિનાની પ્રણાલીઓ કરતાં ત્રણ ગણી વધુ શક્તિ હતી-અને લિથિયમ-આયન બેટરીઓ કરતાં વધુ તીવ્રતાનો ક્રમ હતો. 2018 માં, બહુવિધ ચક્રો માટે સમાન ઇલેક્ટ્રોલાઇટ સ્ટ્રીમ્સને રિચાર્જ કરવા અને ફરીથી પ્રસારિત કરવા માટે સક્ષમ મેક્રોસ્કેલ મેમ્બ્રેનલેસ રેડોક્સ ફ્લો બેટરી દર્શાવવામાં આવી છે. બૅટરી અમિશ્રણીય કાર્બનિક કેથોલાઇટ અને જલીય એનોલાઇટ પ્રવાહી પર આધારિત છે, જે સાયકલ ચલાવતી વખતે ઉચ્ચ ક્ષમતાની જાળવણી અને કુલોમ્બિક કાર્યક્ષમતા દર્શાવે છે. નેનોપાર્ટિકલ્સના નેટવર્કમાં ગોઠવાયેલી નેનો-નેટવર્ક લિથિયમ-સલ્ફર સિસ્ટમ વાહક પ્લેટના સીધા સંપર્કમાં રહેલા કણોની અંદર અને બહાર ચાર્જ જવાની જરૂરિયાતને દૂર કરે છે. તેના બદલે, નેનોપાર્ટિકલ નેટવર્ક સમગ્ર પ્રવાહીમાં વીજળીના પ્રવાહને મંજૂરી આપે છે. આ વધુ ઊર્જા કાઢવાની મંજૂરી આપે છે. અર્ધ-ઘન પ્રવાહ બેટરીમાં, હકારાત્મક અને નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ વાહક પ્રવાહીમાં સ્થગિત કણોથી બનેલા હોય છે. સકારાત્મક અને નકારાત્મક સસ્પેન્શનને અલગ ટાંકીઓમાં સંગ્રહિત કરવામાં આવે છે અને અલગ પાઇપ દ્વારા નજીકના પ્રતિક્રિયા ચેમ્બરના ઢગલામાં પમ્પ કરવામાં આવે છે, જ્યાં તેઓ પાતળા, છિદ્રાળુ પટલ જેવા અવરોધ દ્વારા અલગ પડે છે. આ અભિગમ જલીય-પ્રવાહ બેટરીઓની મૂળભૂત રચનાને જોડે છે, જે પ્રવાહી ઇલેક્ટ્રોલાઇટમાં સ્થગિત ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રીનો ઉપયોગ કરે છે, જેમાં કાર્બન મુક્ત સસ્પેન્શન અને વાહક કાર્બન નેટવર્ક સાથે સ્લરી બંનેમાં લિથિયમ-આયન બેટરીનું રસાયણશાસ્ત્ર છે. કાર્બન મુક્ત અર્ધ-ઘન રેડૉક્સ ફ્લો બૅટરીને કેટલીકવાર સોલિડ ડિસ્પર્શન રેડૉક્સ ફ્લો બૅટરી તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. સામગ્રીને ઓગળવાથી તેની રાસાયણિક વર્તણૂકમાં નોંધપાત્ર ફેરફાર થાય છે. જો કે, ઘન પદાર્થના સસ્પેન્ડિંગ બિટ્સ ઘનની લાક્ષણિકતાઓને જાળવી રાખે છે. પરિણામ એ ચીકણું સસ્પેન્શન છે જે કાકડીની જેમ વહે છે. રિડોક્સ-લક્ષિત ઘન પદાર્થો (આરઓટીએસ) સાથેની ફ્લો બેટરી, જેને સોલિડ એનર્જી બૂસ્ટર્સ (એસઈબી) તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે અન્ય તાજેતરનો વિકાસ છે. આ બેટરીઓમાં પોસોલાઇટ અથવા નેગોલાઇટ અથવા બંને (એ. કે. એ. રેડૉક્સ પ્રવાહી), એક અથવા વધુ નક્કર વિદ્યુત સક્રિય પદાર્થોના સંપર્કમાં આવે છે, જે પાવર સ્ટેકની બહાર ટાંકીમાં સંગ્રહિત થાય છે. રેડોક્સ પ્રવાહીમાં એક અથવા વધુ રેડોક્સ જોડીનો સમાવેશ થાય છે, જેમાં રેડોક્સ સંભવિતતા નક્કર વિદ્યુત સક્રિય સામગ્રીની રેડોક્સ સંભવિતતાને બાજુએ રાખે છે. સોલિડ એનર્જી બૂસ્ટર્સ (એસઇબી) સાથે આવા આરએફબી પરંપરાગત બેટરીઓ (જેમ કે લિથિયમ-આયન) ના ઉચ્ચ ચોક્કસ ઊર્જા લાભને ફ્લો બેટરીઓના ડીકપલ્ડ એનર્જી-પાવર લાભ સાથે જોડે છે. અર્ધ-ઘન આર. એફ. બી. ની સરખામણીમાં એસ. ઇ. બી. (આર. ઓ. ટી. એસ.) આર. એફ. બી. ના ઘણા ફાયદા છે, જેમ કે ચીકણું સ્લરી પંપ કરવાની જરૂર નથી, વરસાદ/ભરાવ નહીં, ઉચ્ચ વિસ્તાર-વિશિષ્ટ શક્તિ, લાંબા સમય સુધી ટકાઉપણું, વિશાળ રાસાયણિક ડિઝાઇન જગ્યા. જો કે, બમણી ઊર્જા ખોટને કારણે (એક સ્ટેકમાં અને બીજી એસઈબી (આરઓટીએસ) અને મધ્યસ્થી વચ્ચેની ટાંકીમાં), આવી બેટરીઓ નબળી ઊર્જા કાર્યક્ષમતાથી પીડાય છે. સિસ્ટમ-સ્તર પર, પરંપરાગત લિથિયમ-આયન બેટરીઓની વ્યવહારુ ચોક્કસ ઊર્જા લિથિયમ-આયન બેટરીઓની એસઈબી (આરઓટીએસ)-ફ્લો આવૃત્તિઓ કરતાં મોટી હોય છે. સરખામણી કાર્યક્રમો તકનીકી ગુણો મોટા પાયે ઊર્જા સંગ્રહ માટે રેડોક્સ ફ્લો બેટરીને સારી રીતે અનુકૂળ વિકલ્પ બનાવે છે. ફ્લો બેટરીઓને સામાન્ય રીતે બહુ-કલાકના ચાર્જ-ડિસ્ચાર્જ ચક્ર સાથે પ્રમાણમાં મોટા (1 કેડબલ્યુએચ-10 એમડબલ્યુએચ) સ્થિર કાર્યક્રમો માટે ગણવામાં આવે છે. ફ્લો બેટરીઓ ટૂંકા ચાર્જ/ડિસ્ચાર્જ સમય માટે ખર્ચ-કાર્યક્ષમ નથી. પ્રવાહ બેટરી બજારના કેટલાક ઉદાહરણો આ પ્રમાણે છેઃ ગ્રીડ ઊર્જા સંગ્રહ-ગ્રીડ લોડ બેલેન્સિંગ દ્વારા ઉપયોગ માટે ટૂંકા અને/અથવા લાંબા ગાળાના ઊર્જા સંગ્રહ-જ્યાં બેટરીને વિદ્યુત ગ્રીડ સાથે જોડવામાં આવે છે જેથી ઓફ-પીક કલાકો દરમિયાન વધારાની વિદ્યુત શક્તિ સંગ્રહિત કરી શકાય અને ટોચની માંગના સમયગાળા દરમિયાન વિદ્યુત શક્તિ મુક્ત કરી શકાય. આ એપ્લિકેશનમાં મોટાભાગના ફ્લો બેટરી રસાયણશાસ્ત્રના ઉપયોગને મર્યાદિત કરતી સામાન્ય સમસ્યા તેમની ઓછી ક્ષેત્રીય શક્તિ (ઓપરેટિંગ કરંટ ડેન્સિટી) છે જે પાવરની ઊંચી કિંમતમાં અનુવાદ કરે છે. ટોચની માંગના સમયગાળા દરમિયાન ઉપયોગ માટે પવન અથવા સૌર જેવા તૂટક તૂટક સ્રોતોમાંથી ઊર્જાનું સ્થળાંતર કરવું. પીક શેવિંગ, જ્યાં માંગના સ્પાઇક્સ બેટરી દ્વારા પૂરા કરવામાં આવે છે. યુપીએસ, જ્યાં મુખ્ય પાવર અવિરત પુરવઠો પૂરો પાડવામાં નિષ્ફળ જાય તો બેટરીનો ઉપયોગ થાય છે. પાવર રૂપાંતરણ-કારણ કે બધા કોષો સમાન ઇલેક્ટ્રોલાઇટ (ઓ) વહેંચે છે, ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સને આપેલ સંખ્યાના કોષોનો ઉપયોગ કરીને ચાર્જ કરી શકાય છે અને અલગ સંખ્યા સાથે વિસર્જિત કરી શકાય છે. બૅટરી વોલ્ટેજ ઉપયોગમાં લેવાતા કોષોની સંખ્યાના પ્રમાણમાં હોવાથી બૅટરી ખૂબ જ શક્તિશાળી ડીસી-ડીસી કન્વર્ટર તરીકે કામ કરી શકે છે. વધુમાં, જો કોષોની સંખ્યા સતત બદલાતી રહે છે (ઇનપુટ અને/અથવા આઉટપુટ બાજુ પર) તો પાવર રૂપાંતરણ એસી/ડીસી, એસી/એસી અથવા ડીસી-એસી પણ હોઈ શકે છે, જેની આવર્તન સ્વિચિંગ ગિયર દ્વારા મર્યાદિત હોય છે. ઇલેક્ટ્રિક વાહનો-કારણ કે પ્રવાહ બેટરીઓને ઇલેક્ટ્રોલાઇટને બદલીને ઝડપથી "રિચાર્જ" કરી શકાય છે, તેનો ઉપયોગ એવી એપ્લિકેશનો માટે થઈ શકે છે જ્યાં વાહનને કમ્બશન એન્જિનવાળા વાહનની જેમ ઝડપથી ઊર્જા લેવાની જરૂર હોય. ઇ. વી. એપ્લિકેશન્સમાં મોટાભાગના આર. એફ. બી. રસાયણશાસ્ત્રમાં જોવા મળતી એક સામાન્ય સમસ્યા તેમની ઓછી ઊર્જા ઘનતા છે જે ટૂંકા ડ્રાઇવિંગ રેન્જમાં અનુવાદિત થાય છે. ઝિંક-ક્લોરિન બેટરીઓ અને અત્યંત દ્રાવ્ય હેલેટ ધરાવતી બેટરીઓ એક નોંધપાત્ર અપવાદ છે. એકલ પાવર સિસ્ટમ-આનું એક ઉદાહરણ સેલફોન બેઝ સ્ટેશનોમાં છે જ્યાં કોઈ ગ્રીડ પાવર ઉપલબ્ધ નથી. બેટરીનો ઉપયોગ સૌર અથવા પવન ઊર્જા સ્ત્રોતોની સાથે તેમના વધઘટ થતા વીજ સ્તરની ભરપાઈ કરવા માટે અને જનરેટરની સાથે બળતણ બચાવવા માટે તેનો સૌથી કાર્યક્ષમ ઉપયોગ કરવા માટે કરી શકાય છે. આ પણ જુઓ ઇંધણ કોષની શરતોની શબ્દકોષ હાઇડ્રોજન તકનીકો બેટરી પ્રકારોની સૂચિ રેડોક્સ ઇલેક્ટ્રોડ માઇક્રોટ્યુબ્યુલર પટલ સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ ફ્લો બેટરીઓ પર ઇલેક્ટ્રોપીડિયા યુરેનિયમ રેડોક્સ ફ્લો બેટરી પર સંશોધન સાઉથ ઓસ્ટ્રેલિયન ફ્લો બેટરી પ્રોજેક્ટ ડીસી અને વેનેડિયમ રેડોક્સ ફ્લો બેટરી (વી. આર. એફ. બી.) ઇલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રી ઇંધણ કોષોની એસી લાક્ષણિકતાઓ બેટરી પ્રકારો