แบตเตอรี่แบบไหลหรือแบตเตอรี่แบบไหลรีดอกซ์ (หลังจากการลดออกซิเดชัน ) เป็น เซลล์ไฟฟ้าเคมีชนิดหนึ่งที่ให้พลังงานเคมี จากส่วนประกอบทางเคมีสองชนิด ที่ละลายอยู่ในของเหลวซึ่งถูกสูบผ่านระบบที่ด้านแยกของเมมเบรน^{[ 1 ] [ 2 ]}การถ่ายโอนไอออนภายในเซลล์ (พร้อมกับการไหลของกระแสไฟฟ้าผ่านวงจรภายนอก) เกิดขึ้นข้ามเมมเบรนในขณะที่ของเหลวไหลเวียนในช่องว่างของตนเอง

แบตเตอรี่แบบไหลเวียนสามารถใช้งานได้เหมือนเซลล์เชื้อเพลิง (โดยมีการเติมเนโกไลต์ที่มีประจุใหม่ (หรือที่เรียกว่าตัวรีดิวเซอร์หรือเชื้อเพลิง) และโพโซไลต์ที่มีประจุ (หรือที่เรียกว่าตัวออกซิแดนต์) เข้าสู่ระบบ) หรือเหมือนแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ (โดยแหล่งพลังงานไฟฟ้าจะขับเคลื่อนการสร้างใหม่ของตัวรีดิวเซอร์และตัวออกซิแดนต์)

ความแตกต่างพื้นฐานระหว่างแบตเตอรี่แบบธรรมดาและแบตเตอรี่แบบไหลคือ พลังงานจะถูกเก็บไว้ใน วัสดุ อิเล็กโทรดในแบตเตอรี่แบบธรรมดา ในขณะที่ในแบตเตอรี่แบบไหล พลังงานจะถูกเก็บไว้ในอิเล็กโทรไลต์ตามข้อมูลจาก Battery Council International สิ่งนี้ทำให้แบตเตอรี่แบบไหลมีข้อดีในด้านความสามารถในการปรับขนาดและความสามารถในการเก็บพลังงานในระยะยาว ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานแบบอยู่กับที่ซึ่งต้องการพลังงานที่สม่ำเสมอและเชื่อถือได้^{[ 3 ]}

แบตเตอรี่แบบไหลมีข้อได้เปรียบทางเทคนิคบางประการเหนือแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ทั่วไปที่มีวัสดุอิเล็กโทรแอคทีฟแบบแข็ง เช่น การปรับขนาดกำลังไฟฟ้า (กำหนดโดยขนาดของชุดเซลล์) และพลังงาน (กำหนดโดยขนาดของถัง) อย่างอิสระ อายุการใช้งานของวงจรและปฏิทินที่ยาวนาน^{[ 4 ]}และอาจมีต้นทุนการเป็นเจ้าของโดยรวม ที่ต่ำกว่า เมื่อออกแบบให้ใช้งานครึ่งรอบเป็นเวลาหลายชั่วโมง อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่แบบไหลมีประสิทธิภาพพลังงาน ต่อรอบต่ำกว่า (50–80%) ข้อเสียนี้เกิดจากความจำเป็นในการใช้งานแบตเตอรี่แบบไหลที่ความหนาแน่นกระแสสูง (>= 100 mA/cm2) เพื่อลดผลกระทบของการไหลผ่านภายใน (ผ่านเมมเบรน/ตัวแยก) และเพื่อลดต้นทุนพลังงาน (ขนาดของชุดเซลล์) นอกจากนี้ แบตเตอรี่แบบไหลส่วนใหญ่ (ยกเว้น Zn-Cl ₂ , Zn-Br ₂และ H ₂ -LiBrO ₃ ) มีพลังงานจำเพาะ ต่ำกว่า (น้ำหนักมากกว่า) แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนน้ำหนักที่มากกว่าส่วนใหญ่เกิดจากความจำเป็นในการใช้ตัวทำละลาย (โดยปกติคือน้ำ) เพื่อรักษาสารที่ออกฤทธิ์รีดอกซ์ในเฟสของเหลว^{[ 5 ]}

แรงดันไฟฟ้าของเซลล์ถูกกำหนดทางเคมีโดยสมการเนิร์นสต์และในทางปฏิบัติจะมีค่าตั้งแต่ 1.0 ถึง 2.43 โวลต์ความจุพลังงานเพิ่มขึ้นตามปริมาตรของของเหลวในถัง และกำลังไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นตามขนาดของชุดเซลล์^{[ 6 ]}

แบตเตอรี่แบบไหลเวียนสามารถจำแนกได้โดยใช้ระบบการจัดประเภทต่างๆ ดังนี้:

1) แบบไหลเต็ม (ซึ่งสารตั้งต้นทั้งหมดอยู่ในสถานะของเหลว เช่น ก๊าซ ของเหลว หรือสารละลายของเหลว) เช่นแบตเตอรี่รีดอกซ์วานาเดียมแบบไหล เทียบกับแบบกึ่งไหล ซึ่งมีเฟสที่ทำปฏิกิริยาทางไฟฟ้าอย่างน้อยหนึ่งเฟสอยู่ในสถานะของแข็ง เช่นแบตเตอรี่สังกะสี-โบรมีน

2) ประเภทของสารรีเอเจนต์: อนินทรีย์เทียบกับอินทรีย์^{[ 7 ]}และรูปแบบอินทรีย์^{[ 8 ]}ณ ปี 2025 มีเพียง RFB อนินทรีย์เท่านั้นที่ได้รับการพิสูจน์แล้วในระดับเชิงพาณิชย์ RFB อินทรีย์มักประสบปัญหาเรื่องความทนทานต่ำ^{[ 9 ]}

3) จำแนกตามการออกแบบตัวแยกเซลล์: RFB แบบมีเมมเบรน เทียบกับ RFB แบบไม่มีเมมเบรน

การจำแนกประเภทสิทธิบัตรสำหรับแบตเตอรี่แบบไหลยังไม่ได้รับการพัฒนาอย่างสมบูรณ์ ณ ปี 2021 ระบบการจำแนกประเภทสิทธิบัตรแบบร่วมมือ (Cooperative Patent Classification)จัดให้แบตเตอรี่แบบไหลเป็นประเภทย่อยของเซลล์เชื้อเพลิงแบบสร้างใหม่ (H01M8/18) แม้ว่าการพิจารณาเซลล์เชื้อเพลิงเป็นประเภทย่อยของแบตเตอรี่แบบไหลจะเหมาะสมกว่าก็ตาม

แบตเตอรี่แบบไหลสังกะสี-โบรมีน (Zn–Br ₂ ) เป็นแบตเตอรี่แบบไหลชนิดแรก^{[ 6 ]}จอห์น ดอยล์ ยื่นจดสิทธิบัตรUS 224404 เมื่อวันที่ 29 กันยายน พ.ศ. 2422 แบตเตอรี่ Zn-Br2 มีพลังงานจำเพาะค่อนข้างสูง และได้รับการสาธิตในรถยนต์ไฟฟ้าในช่วงทศวรรษ พ.ศ. 2513 ^{[ 10 ]}

Walther Kangro นักเคมีชาวเอสโตเนียที่ทำงานในเยอรมนีในช่วงทศวรรษ 1950 เป็นคนแรกที่สาธิตแบตเตอรี่แบบไหลโดยใช้ไอออนโลหะทรานซิชันที่ละลายอยู่ ได้แก่ Ti–Fe และ Cr–Fe ^{[ 11 ]}หลังจากการทดลองเบื้องต้นกับเคมีแบตเตอรี่แบบไหลรีดอกซ์ Ti–Fe (RFB) แล้วNASAและกลุ่มต่างๆ ในญี่ปุ่นและที่อื่นๆ ได้เลือกเคมี Cr–Fe สำหรับการพัฒนาต่อไป สารละลายผสม (เช่น ประกอบด้วยทั้งโครเมียมและเหล็กในเนโกไลต์และโพโซไลต์) ถูกนำมาใช้เพื่อลดผลกระทบของความเข้มข้นที่เปลี่ยนแปลงตามเวลาในระหว่างการใช้งาน

ในช่วงปลายทศวรรษ 1980 Sum, Rychcik และSkyllas-Kazacos ^{[ 12 ]}ที่มหาวิทยาลัยนิวเซาท์เวลส์ (UNSW) ในออสเตรเลียได้สาธิต เคมี RFB วานาเดียม UNSW ได้ยื่นจดสิทธิบัตรหลายฉบับที่เกี่ยวข้องกับ VRFB ซึ่งต่อมาได้รับอนุญาตให้บริษัทญี่ปุ่น ไทย และแคนาดานำไปใช้ในเชิงพาณิชย์ โดยบริษัทเหล่านี้พยายามนำเทคโนโลยีนี้ไปใช้ในเชิงพาณิชย์ด้วยความสำเร็จที่แตกต่างกัน^{[ 13 ]}

แบตเตอรี่แบบไหลเวียนรีดอกซ์อินทรีย์ปรากฏขึ้นในปี 2552 ^{[ 14 ]}

ในปี 2022 เมืองต้าเหลียนประเทศจีนเริ่มดำเนินการแบตเตอรี่แบบไหลวาเนเดียมขนาด 400 MWh, 100 MW ซึ่งถือเป็นแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ที่สุดในประเภทเดียวกันในขณะนั้น^{[ 15 ]}

Sumitomo Electric ได้สร้างแบตเตอรี่แบบไหลเวียนเพื่อใช้ในไต้หวัน เบลเยียม ออสเตรเลีย โมร็อกโก และแคลิฟอร์เนีย ฟาร์มแบตเตอรี่แบบไหลเวียนของฮอกไกโดเป็นฟาร์มที่ใหญ่ที่สุดในโลกเมื่อเปิดทำการในเดือนเมษายน 2022 จนกระทั่งจีนได้ติดตั้งฟาร์มที่มีขนาดใหญ่กว่าถึงแปดเท่าซึ่งสามารถเทียบเท่ากับผลผลิตของโรงไฟฟ้าก๊าซธรรมชาติ ได้ ^{[ 16 ]}

แบตเตอรี่แบบไหลเป็นเซลล์เชื้อเพลิง แบบชาร์จใหม่ได้ ซึ่ง มี อิเล็กโทรไลต์ที่มีองค์ประกอบที่ไวต่อไฟฟ้าอย่างน้อยหนึ่งชนิดละลายอยู่ไหลผ่านเซลล์ไฟฟ้าเคมีซึ่งแปลงพลังงานเคมีเป็นพลังงานไฟฟ้า แบบย้อนกลับได้ องค์ประกอบที่ไวต่อไฟฟ้าคือ "องค์ประกอบในสารละลายที่สามารถมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาอิเล็กโทรดหรือที่สามารถถูกดูดซับบนอิเล็กโทรดได้" ^{[ 17 ]}

อิเล็กโทรไลต์จะถูกเก็บไว้ภายนอก โดยทั่วไปในถัง และโดยทั่วไปจะถูกสูบผ่านเซลล์ (หรือหลายเซลล์) ของเครื่องปฏิกรณ์^{[ 18 ]}แบตเตอรี่แบบไหลสามารถ "ชาร์จใหม่" ได้อย่างรวดเร็วโดยการเปลี่ยนของเหลวอิเล็กโทรไลต์ที่หมดไป (คล้ายกับการเติมเชื้อเพลิงให้กับเครื่องยนต์สันดาปภายใน ) ในขณะที่กู้คืนวัสดุที่ใช้แล้วเพื่อชาร์จใหม่ นอกจากนี้ยังสามารถชาร์จใหม่ได้ในสถานที่แบตเตอรี่แบบไหลจำนวนมากใช้อิเล็กโทรดคาร์บอนเฟลต์เนื่องจากมีต้นทุนต่ำและนำไฟฟ้าได้ดี แม้ว่าจะมีกำลังไฟฟ้า จำกัด เนื่องจากกิจกรรมโดยธรรมชาติที่ต่ำต่อคู่รีดอกซ์หลายคู่^{[ 19 ] [ 20 ]}ปริมาณไฟฟ้าที่สามารถสร้างได้ขึ้นอยู่กับปริมาตรของอิเล็กโทรไลต์

แบตเตอรี่แบบไหลถูกควบคุมโดยหลักการออกแบบของวิศวกรรมไฟฟ้าเคมี^{[ 21 ]}

แบตเตอรี่แบบรีดอกซ์โฟลว์ และในระดับที่น้อยกว่าคือแบตเตอรี่แบบไฮบริดโฟลว์ มีข้อดีดังนี้:

• การปรับขนาดพลังงาน (ถัง) และกำลังไฟฟ้า (สแต็ก) อย่างอิสระ ซึ่งช่วยให้สามารถปรับต้นทุน/น้ำหนัก/ฯลฯ ให้เหมาะสมที่สุดสำหรับแต่ละการใช้งาน
• มีอายุการใช้งานยาวนานทั้งในรอบการชาร์จและการใช้งาน (เนื่องจากไม่มีการเปลี่ยนสถานะ จากของแข็งเป็นของแข็ง ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนและแบตเตอรี่ที่เกี่ยวข้องเสื่อมสภาพ)
• การตอบสนองที่รวดเร็ว
• ไม่จำเป็นต้องทำการชาร์จแบบ "ปรับสมดุล" (การชาร์จแบตเตอรี่เกินเพื่อ确保ว่าเซลล์ทุกเซลล์มีประจุเท่ากัน)
• ไม่มีการปล่อยมลพิษที่เป็นอันตราย
• มีการคายประจุเองน้อยมากหรือแทบไม่มีเลยในช่วงที่ไม่ได้ใช้งาน
• การรีไซเคิลวัสดุที่ไวต่อไฟฟ้า

แบตเตอรี่บางประเภทสามารถตรวจสอบสถานะการชาร์จได้ง่าย (โดยอาศัยความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันไฟฟ้ากับการชาร์จ) บำรุงรักษาง่าย และทนทานต่อการชาร์จเกิน/การคายประจุเกิน

แบตเตอรี่เหล่านี้ปลอดภัยเนื่องจากโดยทั่วไปแล้วไม่มีอิเล็กโทรไลต์ที่ติดไฟได้ และสามารถจัดเก็บอิเล็กโทรไลต์แยกจากชุดจ่ายไฟได้

ข้อเสียหลักคือ: ^{[ 22 ]}

• ความหนาแน่นของพลังงานต่ำ(ต้องใช้ถังขนาดใหญ่เพื่อเก็บพลังงานในปริมาณที่ใช้งานได้)
• อัตราการชาร์จและการคายประจุต่ำ ซึ่งหมายความว่าต้องใช้ขั้วไฟฟ้าและแผ่นแยกเมมเบรนขนาดใหญ่ ทำให้ต้นทุนสูงขึ้น
• ประสิทธิภาพการใช้พลังงานต่ำกว่า เนื่องจากทำงานที่ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าสูงกว่า เพื่อลดผลกระทบจากการไหลข้าม (การคายประจุเองภายใน) และเพื่อลดต้นทุน

^โดยทั่วไปแบตเตอรี่แบบไหลจะมีประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูงกว่าเซลล์เชื้อเพลิงแต่ต่ำกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน^{[ 23} ]

เคมีแบตเตอรี่แบบไหลแบบดั้งเดิมมีทั้งพลังงานจำเพาะต่ำ (ซึ่งทำให้มีน้ำหนักมากเกินไปสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าเต็มรูปแบบ) และกำลังจำเพาะต่ำ (ซึ่งทำให้มีราคาแพงเกินไปสำหรับการจัดเก็บพลังงาน แบบอยู่กับที่ ) อย่างไรก็ตาม มีการสาธิตกำลังสูงถึง 1.4 W/cm² ^{สำหรับ}แบตเตอรี่แบบไหลไฮโดรเจน-โบรมีน และแสดงให้เห็นพลังงานจำเพาะสูง (530 Wh/kg ที่ระดับถัง) สำหรับแบตเตอรี่แบบไหลไฮโดรเจน-โบรเมต^{[ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]}

เซลล์รีดอกซ์ใช้สารรีดอกซ์แอคทีฟในตัวกลางของเหลว (ของเหลวหรือก๊าซ) แบตเตอรี่รีดอกซ์โฟลว์เป็นเซลล์แบบชาร์จได้ ( รอง ) ^{[ 27 ]}เนื่องจากใช้การถ่ายโอนอิเล็กตรอนแบบไม่เป็นเนื้อเดียวกันแทน การแพร่กระจาย หรือการแทรกตัวในสถานะของแข็งจึงมีความคล้ายคลึงกับเซลล์เชื้อเพลิงมากกว่าแบตเตอรี่ทั่วไป เหตุผลหลักที่เซลล์เชื้อเพลิงไม่ถือว่าเป็นแบตเตอรี่ก็เพราะเดิมที (ในช่วงปี 1800) เซลล์เชื้อเพลิงเกิดขึ้นมาเพื่อเป็นวิธีการผลิตไฟฟ้าโดยตรงจากเชื้อเพลิง (และอากาศ) ผ่านกระบวนการทางเคมีไฟฟ้าที่ไม่ใช่การเผาไหม้ ต่อมา โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงปี 1960 และ 1990 เซลล์เชื้อเพลิงแบบชาร์จได้ (เช่นH₂/ โอ₂ตัวอย่างเช่น เซลล์เชื้อเพลิงแบบสร้างใหม่ได้แบบรวมหน่วยในต้นแบบ HeliosของNASAได้รับการพัฒนาขึ้น

เคมี Cr–Fe มีข้อเสีย รวมถึงไอโซเมอริซึมของไฮเดรต (เช่น สมดุลระหว่างคลอโรคอมเพล็กซ์ Cr3+ ที่มีฤทธิ์ทางไฟฟ้าเคมีและเฮกซาอะควาคอมเพล็กซ์ที่ไม่มีฤทธิ์) และการเกิดไฮโดรเจนที่ขั้วลบ ไอโซเมอริซึมของไฮเดรตสามารถบรรเทาได้โดยการเพิ่มลิแกนด์อะมิโนคีเลต ในขณะที่การเกิดไฮโดรเจนสามารถบรรเทาได้โดยการเพิ่มเกลือ Pb เพื่อเพิ่มโอเวอร์โวลเทจ H2 _และเกลือ Au เพื่อเร่งปฏิกิริยาของอิเล็กโทรดโครเมียม^{[ 28 ]}

เคมีของแบตเตอรี่แบบรีดอกซ์โฟลว์แบบดั้งเดิม ได้แก่ เหล็ก-โครเมียม วานาเดียม โพลีซัลไฟด์-โบรไมด์ ( Regenesys) และยูเรเนียม^{[ 29 ]}เซลล์เชื้อเพลิงรีดอกซ์ไม่ค่อยเป็นที่นิยมในเชิงพาณิชย์ แม้ว่าจะมีการเสนอไว้มากมายก็ตาม^{[ 30 ] [ 31 ] [ 32 ] [ 33 ]}

แบตเตอรี่แบบไหลเวียนรีดอกซ์วานาเดียมเป็นผู้นำในเชิงพาณิชย์ แบตเตอรี่ชนิดนี้ใช้วานาเดียมที่ขั้วไฟฟ้าทั้งสองข้าง จึงไม่เกิดการปนเปื้อนข้าม อย่างไรก็ตาม ความสามารถในการละลายที่จำกัดของเกลือวานาเดียมอาจลดทอนข้อดีนี้ไปบ้างในทางปฏิบัติ ข้อดีของเคมีชนิดนี้ ได้แก่ สถานะออกซิเดชันสี่สถานะภายในช่วงแรงดันไฟฟ้าทางเคมีไฟฟ้าของส่วนต่อประสานกราไฟต์-กรดในน้ำ จึงช่วยขจัดปัญหาการเจือจางจากการผสม ซึ่งเป็นผลเสียในแบตเตอรี่แบบไหลเวียนรีดอกซ์ Cr–Fe ที่สำคัญกว่านั้นสำหรับความสำเร็จในเชิงพาณิชย์คือ การจับคู่ที่เกือบสมบูรณ์แบบของช่วงแรงดันไฟฟ้าของส่วนต่อประสานคาร์บอน/กรดในน้ำกับคู่รีดอกซ์วานาเดียม สิ่งนี้ช่วยยืดอายุการใช้งานของขั้วไฟฟ้าคาร์บอนราคาประหยัดและลดผลกระทบของปฏิกิริยาข้างเคียง เช่น การเกิด H2 และ O2 ส่งผลให้มีความทนทานหลายปีและอายุการใช้งานหลายรอบ (15,000–20,000 รอบ) ซึ่งส่งผลให้ต้นทุนพลังงานเฉลี่ยต่อหน่วย (LCOE, ต้นทุนระบบหารด้วยพลังงานที่ใช้งานได้ อายุการใช้งาน และประสิทธิภาพการเดินทางไปกลับ ) ต่ำเป็นประวัติการณ์ อายุการใช้งานที่ยาวนานเหล่านี้ช่วยให้สามารถตัดจำหน่ายต้นทุนการลงทุนที่ค่อนข้างสูง (ซึ่งเกิดจากวาเนเดียม คาร์บอนเฟลต์ แผ่นไบโพลาร์ และเมมเบรน) ได้ ต้นทุนการผลิตไฟฟ้าเฉลี่ย (LCOE) อยู่ในระดับไม่กี่สิบเซนต์ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง ซึ่งต่ำกว่าแบตเตอรี่โซลิดสเตทมาก และใกล้เคียงกับเป้าหมาย 5 เซนต์ที่หน่วยงานรัฐบาลสหรัฐฯ และสหภาพยุโรปกำหนดไว้[ ₃₄ ^{]ความท้าทาย} _{ที่สำคัญ ได้แก่: ปริมาณ V2O5 ที่มีน้อยและ ต้นทุน}สูง (> 30 ดอลลาร์/กก . ); ปฏิกิริยาปรสิต รวมถึงการเกิดไฮโดรเจนและออกซิเจน; และการตกตะกอนของ V2O5 _{ระหว่าง}การใช้งาน

แบตเตอรี่แบบไหลไฮบริด (HFB) ใช้ส่วนประกอบที่ไวต่อไฟฟ้าอย่างน้อยหนึ่งชนิดที่ตกตะกอนเป็นชั้นของแข็ง^{[ 35 ]}ข้อเสียที่สำคัญคือทำให้พลังงานและกำลังที่แยกออกจากกันลดลง เซลล์ประกอบด้วยขั้วไฟฟ้าแบตเตอรี่หนึ่งขั้วและขั้วไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิงหนึ่งขั้ว ประเภทนี้มีข้อจำกัดด้านพลังงานตามพื้นที่ผิวของขั้วไฟฟ้า

HFB ประกอบด้วย แบตเตอรี่ ^แบบ ไหล ชนิดสังกะสี-โบรมีนสังกะสี-ซีเรียม^{[ 36 ]}ตะกั่ว-กรดที่ละลายได้[ ^{37 ]}และ แบตเตอรี่แบบไหลชนิด เหล็กทั้งหมด Weng และคณะได้รายงานแบตเตอรี่แบบไหลไฮบริดชนิดวานาเดียม- โลหะไฮไดรด์ที่มีค่า OCV ในการทดลอง 1.93 V และแรงดันไฟฟ้าในการทำงาน 1.70 V ซึ่งเป็นค่าที่ค่อนข้างสูง ประกอบด้วยขั้วบวกแบบกราไฟต์เฟลต์ที่ทำงานในสารละลายผสมของVOSO₄และเอช₂ดังนั้น₄และขั้วลบโลหะไฮไดรด์ใน สารละลาย KOH ใน น้ำ อิเล็กโทรไลต์สองชนิดที่มีค่า pH ต่างกันถูกแยกออกจากกันด้วยเยื่อสองขั้ว ระบบแสดงให้เห็นถึงความสามารถในการย้อนกลับที่ดีและประสิทธิภาพสูงในด้านคูลอมบ์ (95%) พลังงาน (84%) และแรงดันไฟฟ้า (88%) พวกเขารายงานการปรับปรุงด้วยความหนาแน่นกระแสที่เพิ่มขึ้น การรวมอิเล็กโทรดขนาดใหญ่ขึ้น 100 cm² ^และการทำงานแบบอนุกรม ข้อมูลเบื้องต้นโดยใช้กำลังไฟฟ้าจำลองที่ผันผวนได้ทดสอบความเป็นไปได้ในการจัดเก็บในระดับ kWh ^{[ 38 ]}ในปี 2016 มีการเสนอแบตเตอรี่แบบไหลไฮบริด Mn(VI)/Mn(VII)-Zn ที่มีความหนาแน่นพลังงานสูง^{[ 39 ]}

แบตเตอรี่แบบไหลเวียน ชนิดสังกะสี - โพ ลีไอโอไดด์ต้นแบบแสดงให้เห็นถึงความหนาแน่นของพลังงานที่ 167 Wh/L เซลล์สังกะสี-โบรไมด์รุ่นเก่ามีค่าความหนาแน่นของพลังงานอยู่ที่ 70 Wh/L เมื่อเปรียบเทียบกันแล้วแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตมีค่าความหนาแน่นของพลังงานอยู่ที่ 325 Wh/L มีการกล่าวอ้างว่าแบตเตอรี่สังกะสี-โพลีไอโอไดด์มีความปลอดภัยกว่าแบตเตอรี่แบบไหลเวียนชนิดอื่น ๆ เนื่องจากไม่มีอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นกรด ไม่ติดไฟ และมีช่วงการทำงานตั้งแต่ −4 ถึง 122 °F (−20 ถึง 50 °C) ซึ่งไม่จำเป็นต้องใช้วงจรระบายความร้อนที่ซับซ้อน ซึ่งจะเพิ่มน้ำหนักและกินพื้นที่ ปัญหาที่ยังแก้ไม่ตกคือการสะสมของสังกะสีบนขั้วลบที่สามารถซึมผ่านเยื่อหุ้ม ทำให้ประสิทธิภาพลดลง เนื่องจากการก่อตัวของเดนไดรต์สังกะสี แบตเตอรี่สังกะสี-เฮไลด์จึงไม่สามารถทำงานที่ความหนาแน่นกระแสสูง (> 20 mA/cm² ⁾ ได้ ดังนั้นจึงมีความหนาแน่นของกำลังไฟฟ้าที่จำกัด การเติมแอลกอฮอล์ลงในอิเล็กโทรไลต์ของแบตเตอรี่ ZnI อาจช่วยได้^{[ 40 ]}ข้อเสียของ Zn/I RFB คือต้นทุนเกลือไอโอไดด์ที่สูง (> 20 ดอลลาร์สหรัฐ/กก.) ความจุพื้นที่จำกัดของการตกตะกอน Zn ซึ่งลดพลังงานและกำลังไฟฟ้าที่แยกออกจากกัน และการก่อตัวของเดนไดรต์ Zn

เมื่อแบตเตอรี่หมดประจุอย่างสมบูรณ์ ถังทั้งสองจะบรรจุสารละลายอิเล็กโทรไลต์ชนิดเดียวกัน นั่นคือ ส่วนผสมของไอออนสังกะสีที่มีประจุบวก ( Zn)²⁺) และไอออนไอโอไดด์ที่มีประจุลบ ( I)⁻เมื่อชาร์จแล้ว แท็งก์หนึ่งจะกักเก็บไอออนลบอีกชนิดหนึ่ง คือ โพลีไอโอไดด์ ( I)⁻ ₃แบตเตอรี่ผลิตพลังงานโดยการสูบของเหลวผ่านชุดเซลล์ซึ่งของเหลวจะผสมกัน ภายในชุดเซลล์ ไอออนสังกะสีจะผ่านเยื่อเลือกและเปลี่ยนเป็นสังกะสีโลหะที่ด้านลบของชุดเซลล์^{[ 41 ]}เพื่อเพิ่มความหนาแน่นของพลังงาน ไอออนโบรไมด์ ( Br_–) ถูกใช้เป็นสารเชิงซ้อนเพื่อทำให้ไอโอดีนอิสระมีเสถียรภาพ โดยสร้างไอออนไอโอดีน-โบรไมด์ ( I)₂บร⁻) เป็นวิธีการปลดปล่อยไอออนไอโอไดด์เพื่อการเก็บประจุ^{[ 42 ]}

แบตเตอรี่โปรตอนโฟลว์ (PFB) ผสานรวมอิเล็กโทรดเก็บสะสมโลหะไฮไดรด์ เข้ากับเซลล์เชื้อเพลิง เมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอน แบบย้อนกลับได้ (PEM) ในระหว่างการชาร์จ PFB จะรวมไอออนไฮโดรเจนที่ผลิตจากการแยกน้ำเข้ากับอิเล็กตรอนและอนุภาคโลหะในอิเล็กโทรดหนึ่งของเซลล์เชื้อเพลิง พลังงานจะถูกเก็บไว้ในรูปของของแข็งโลหะไฮไดรด์ การคายประจุจะผลิตไฟฟ้าและน้ำเมื่อกระบวนการย้อนกลับและโปรตอนจะรวมกับออกซิเจนในบรรยากาศ สามารถใช้โลหะที่มีราคาถูกกว่าลิเธียมได้และให้ความหนาแน่นของพลังงานมากกว่าเซลล์ลิเธียม^{[ 43 ] [ 44 ]}

เมื่อเปรียบเทียบกับแบตเตอรี่รีดอกซ์โฟลว์แบบอนินทรีย์ เช่น แบตเตอรี่วานาเดียมและ Zn-Br _{2 ข้อ}ได้เปรียบของแบตเตอรี่รีดอกซ์โฟลว์แบบอินทรีย์คือคุณสมบัติรีดอกซ์ที่ปรับได้ของส่วนประกอบที่ใช้งานอยู่ ณ ปี 2021 แบตเตอรี่รีดอกซ์โฟลว์แบบอินทรีย์มีอายุการใช้งานต่ำ (เช่น อายุการใช้งานตามปฏิทินหรือรอบการใช้งาน หรือทั้งสองอย่าง) และยังไม่ได้รับการพิสูจน์ในระดับเชิงพาณิชย์^{[ 14 ]}

แบตเตอรี่รีดอกซ์โฟลว์อินทรีย์สามารถจำแนกเพิ่มเติมได้เป็นแบตเตอรี่แบบใช้น้ำ (AORFB) และแบตเตอรี่แบบไม่ใช้น้ำ (NAORFB) ^{[ 45 ] [ 46 ]} AORFB ใช้น้ำเป็นตัวทำละลายสำหรับวัสดุอิเล็กโทรไลต์ ในขณะที่ NAORFB ใช้ตัวทำละลายอินทรีย์ AORFB และ NAORFB สามารถแบ่งย่อยออกเป็นระบบทั้งหมดและระบบไฮบริดได้อีกด้วย ระบบแรกใช้เฉพาะวัสดุอิเล็กโทรดอินทรีย์ ในขณะที่ระบบหลังใช้วัสดุอนินทรีย์สำหรับแอโนดหรือแคโทด ในการจัดเก็บพลังงานขนาดใหญ่ ต้นทุนตัวทำละลายที่ต่ำกว่าและการนำไฟฟ้าที่สูงกว่าทำให้ AORFB มีศักยภาพทางการค้าที่มากกว่า รวมถึงข้อดีด้านความปลอดภัยของอิเล็กโทรไลต์แบบใช้น้ำ ในทางกลับกัน NAORFB ให้ช่วงแรงดันไฟฟ้าที่กว้างกว่ามากและใช้พื้นที่น้อยกว่า

AORFB ที่มีค่า pH เป็นกลางจะทำงานที่สภาวะ pH 7 โดยทั่วไปจะใช้NaClเป็นอิเล็กโทรไลต์เสริม ที่สภาวะค่า pH เป็นกลาง โมเลกุลอินทรีย์และออร์กาโนเมทัลลิกจะมีเสถียรภาพมากกว่าที่สภาวะกรดและด่างที่กัดกร่อน ตัวอย่างเช่น K4[Fe(CN)6] ซึ่งเป็นแคโทไลต์ทั่วไปที่ใช้ใน AORFB จะไม่เสถียรในสารละลายด่าง แต่จะเสถียรที่สภาวะค่า pH เป็นกลาง^{[ 47 ]}

แบตเตอรี่ AORFB ใช้เมทิลไวโอโลเจนเป็นแอโนไลต์และ4-ไฮดรอกซี-2,2,6,6-เตตราเมทิลพิเพอริดิน-1-ออกซิลเป็นแคโทไลต์ ในสภาวะ pH เป็นกลาง ร่วมกับ NaCl และเมมเบรนแลกเปลี่ยนไอออนลบราคาประหยัด ระบบ MV/TEMPO นี้มีแรงดันไฟฟ้าเซลล์สูงสุด 1.25  โวลต์ และอาจมีต้นทุนการลงทุนต่ำที่สุด ($180/kWh) เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ AORFB รุ่นอื่นๆ ที่รายงานในปี 2015 สารละลายอิเล็กโทรไลต์เหลวถูกออกแบบมาให้สามารถใช้ทดแทนได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนโครงสร้างพื้นฐาน แบตเตอรี่ทดสอบขนาด 600 มิลลิวัตต์มีความเสถียรในการใช้งาน 100 รอบ โดยมีประสิทธิภาพเกือบ 100 เปอร์เซ็นต์ ที่ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าตั้งแต่ 20 ถึง 100 mA/cm² ^และมีประสิทธิภาพสูงสุดที่ 40–50  mA ซึ่งยังคงรักษาแรงดันไฟฟ้าเดิมของแบตเตอรี่ไว้ได้ประมาณ 70% ^{[ 48 ] [ 49 ]} AORFB ที่เป็นกลางสามารถเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่าทางเลือกที่เป็นกรดหรือด่าง ในขณะที่แสดงประสิทธิภาพทางเคมีไฟฟ้าที่เทียบได้กับ RFB ที่กัดกร่อน AORFB MV/TEMPO มีความหนาแน่นของพลังงาน 8.4  Wh/L โดยมีข้อจำกัดที่ด้าน TEMPO ในปี 2019 มีรายงานว่า แบตเตอรี่แบบไหลที่ใช้ไวโอโลเจน โดยใช้ AORFB ซัล โฟเนต -ไวโอโลเจน/ เฟอร์โรไซยาไนด์ ที่มีน้ำหนักเบาเป็นพิเศษ มีความเสถียรถึง 1000 รอบที่ความหนาแน่นของพลังงาน 10 Wh/L ซึ่งเป็น AORFB ที่เสถียรและมีความหนาแน่นของพลังงานสูงที่สุดในขณะนั้น^{[ 50 ]}

ควิโนนและอนุพันธ์ของควิโนนเป็นพื้นฐานของระบบรีดอกซ์อินทรีย์หลายระบบ^{[ 51 ] [ 52 ] [ 53 ]}ในการศึกษาหนึ่ง 1,2-ไดไฮโดรเบนโซควิโนน-3,5-ไดซัลโฟนิกแอซิด (BQDS) และ 1,4-ไดไฮโดรเบนโซควิโนน-2-ซัลโฟนิกแอซิด (BQS) ถูกนำมาใช้เป็นแคโทด และ Pb/PbSO4 แบบดั้งเดิม_ถูกใช้เป็นแอโนไลต์ใน AORFB กรดไฮบริด ควิโนนรับประจุไฟฟ้าได้สองหน่วย เมื่อเทียบกับหนึ่งหน่วยในแคโทไลต์แบบดั้งเดิม ซึ่งหมายความว่ามีพลังงานมากกว่าสองเท่าในปริมาตรที่กำหนด

ควิโนนอีกตัวหนึ่งคือ 9,10-แอนทราควิโนน-2,7-ไดซัลโฟนิกแอซิด (AQDS) ได้รับการประเมิน^{[ 54 ]} AQDS เกิดการรีดักชันแบบสองอิเล็กตรอน/สองโปรตอนอย่างรวดเร็วและย้อนกลับได้บนอิเล็กโทรด คาร์บอนแก้ว ในกรดซัลฟิวริก แบตเตอรี่แบบไหลเวียนในน้ำที่มีอิเล็กโทรดคาร์บอนราคาไม่แพง โดยรวมคู่ควิโนน/ไฮโดรควิโนนเข้ากับBr₂/ บร⁻คู่ รีดอกซ์ให้ความหนาแน่นพลังงาน ไฟฟ้าสูงสุด เกิน 6,000 W/m² ^ที่ 13,000 A/m² ^การทดสอบการหมุนเวียนแสดงให้เห็นการคงความจุในการจัดเก็บมากกว่า 99% ต่อรอบ ความหนาแน่นพลังงานต่อปริมาตรมากกว่า 20 Wh/L ^{[ 55 ]}กรดแอนทราควิโนน-2-ซัลโฟนิกและกรดแอนทราควิโนน-2,6-ไดซัลโฟนิกที่ด้านลบและกรด 1,2-ไดไฮโดรเบนโซควิโนน-3,5-ไดซัลโฟนิกที่ด้านบวกหลีกเลี่ยงการใช้ Br₂ ที่เป็นอันตราย_มีการอ้างว่าแบตเตอรี่ใช้งานได้ 1,000 รอบโดยไม่เสื่อมสภาพ^{[ 56 ]}มีแรงดันไฟฟ้าเซลล์ต่ำ (ประมาณ 0.55  V) และความหนาแน่นพลังงานต่ำ (< 4  Wh/L)

การแทนที่กรดไฮโดรโบรมิกด้วยสารละลายด่างที่มีความเป็นพิษน้อยกว่า (1  M KOH ) และเฟอร์โรไซยาไนด์^{[ 57 ]}มีฤทธิ์กัดกร่อนน้อยกว่า ทำให้สามารถใช้ ถัง โพลีเมอ ร์ราคาไม่แพงได้ ความต้านทานไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นในเมมเบรนได้รับการชดเชยด้วยแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นเป็น 1.2  V ^{[ 58 ] [ 59 ]}ประสิทธิภาพของเซลล์เกิน 99% ในขณะที่ประสิทธิภาพการเดินทางไปกลับวัดได้ 84% แบตเตอรี่มีอายุการใช้งานที่คาดหวังอย่างน้อย 1,000 รอบ ความหนาแน่นของพลังงานตามทฤษฎีคือ 19  Wh/L ^{[ 60 ]}ความเสถียรทางเคมีของเฟอร์โรไซยาไนด์ในสารละลาย KOH ที่มี pH สูงยังไม่ได้รับการตรวจสอบ

การรวมแอนโนไลต์และแคโทไลต์เข้าไว้ในโมเลกุลเดียวกัน เช่นแอนโนไลต์ แบบสองฟังก์ชัน ^{[ 61 ]}หรือคอมบิโมเลกุล^{[ 62 ]}ทำให้สามารถใช้วัสดุเดียวกันในถังทั้งสองได้ ในถังหนึ่งวัสดุนั้นทำหน้าที่เป็นผู้ให้อิเล็กตรอน ในขณะที่อีกถังหนึ่งทำหน้าที่เป็นผู้รับอิเล็กตรอน ซึ่งมีข้อดีหลายประการ เช่น การลดผลกระทบจากการไหลข้าม^{[ 63 ]}ดังนั้น ควิโนนไดอะมิโนแอนทราควิโนน^{[ 63 ]}และโมเลกุลที่ใช้อินดิโกเป็นพื้นฐาน^{[ 61 ]}รวมถึง TEMPO/ ฟีนนาซีน^{[ 62 ]}จึงเป็นอิเล็กโทรไลต์ที่มีศักยภาพสำหรับแบตเตอรี่รีดอกซ์โฟลว์แบบสมมาตร (SRFB) ดังกล่าว

แนวทางอื่นใช้ Blatter radical เป็นตัวให้/ตัวรับ โดยสามารถทนต่อรอบการชาร์จและการคายประจุได้ถึง 275 รอบในการทดสอบ แม้ว่าจะไม่ละลายน้ำก็ตาม^{[ 64 ]}

โมเลกุล ควิโนนและฟลูโอรีโนนสามารถได้รับการออกแบบใหม่เพื่อเพิ่มความสามารถในการละลายในน้ำ ในปี 2021 เซลล์สาธิตการ (ดี)ไฮโดรจีเนชัน คีโตนแบบย้อนกลับได้ทำงานอย่างต่อเนื่องเป็นเวลา 120 วัน โดยมีรอบการชาร์จมากกว่า 1,111 รอบที่อุณหภูมิห้องโดยไม่มีตัวเร่งปฏิกิริยา และยังคงรักษาความจุไว้ได้ 97% เซลล์ดังกล่าวให้ความหนาแน่นของพลังงานมากกว่าระบบที่ใช้แวนาเดียมถึงสองเท่า^{[ 65 ] [ 66 ]}ความท้าทายหลักคือการขาดแคโทไลต์ที่เสถียร ซึ่งรักษาความหนาแน่นของพลังงานไว้ต่ำกว่า 5 Wh/L แบตเตอรี่ AORFB แบบด่างใช้ แค โทไลต์โพแทสเซียมเฟอร์โรไซยาไนด์ ส่วนเกิน เนื่องจากปัญหาความเสถียรของเฟอร์โรไซยาไนด์ในสารละลายด่าง

แบตเตอรี่แบบไหลโลหะอินทรีย์ใช้ลิแกนด์ อินทรีย์ เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติรีดอกซ์ ลิแกนด์อาจเป็นคีเลตเช่นEDTAและสามารถทำให้อิเล็กโทรไลต์อยู่ในสภาวะเป็นกลางหรือด่าง ซึ่งมิเช่นนั้นสารประกอบเชิงซ้อนโลหะอะควาจะตกตะกอนได้ โดยการปิดกั้นการประสานงานของน้ำกับโลหะ ลิแกนด์อินทรีย์สามารถยับยั้งปฏิกิริยาการแยกน้ำ ที่เร่งปฏิกิริยาโดยโลหะ ส่งผลให้ระบบน้ำมีแรงดันไฟฟ้าสูงขึ้น ตัวอย่างเช่น การใช้โครเมียมที่ประสานงานกับ 1,3-โพรเพนไดอะมีนเตตระอะซิเตต (PDTA) ทำให้ได้ศักยภาพของเซลล์ 1.62 V เทียบกับเฟอร์โรไซยาไนด์ และสูงสุดเป็นประวัติการณ์ที่ 2.13 V เทียบกับโบรมีน[ ^{67 ] แบตเตอรี่}แบบไหลโลหะอินทรีย์อาจรู้จักกันในชื่อแบตเตอรี่แบบไหลเคมีเชิงการประสานงาน เช่นเทคโนโลยี Gridstar Flow ของLockheed Martin ^{[ 68 ]}

มีการเสนอให้ใช้โอลิโกเมอร์ ชนิดรีดอกซ์เพื่อลดการซึมผ่านในขณะที่ยังคงใช้เมมเบรนต้นทุนต่ำ โอลิโกเมอร์ที่มีฤทธิ์รีดอกซ์ดังกล่าวเรียกว่ารีดอกซ์เมอร์ ระบบหนึ่งใช้ พอ ลิเมอร์อินทรีย์และสารละลายเกลือที่มีเมมเบรน เซลลูโลสต้นแบบผ่านการทดสอบการชาร์จ 10,000 รอบโดยยังคงรักษาความจุไว้ได้มาก ความหนาแน่นของพลังงานอยู่ที่ 10 Wh/L ^{[ 69 ]}ความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าที่ได้คือ 1 แอมแปร์/ ^{cm² [ 70 ]}

RFB โอลิโกเมอร์อีกตัวหนึ่งใช้ไวโอโลเจนและรีดอกซ์เมอร์ TEMPO ร่วมกับเยื่อได อะไลซิสราคา ประหยัด โมเลกุล ขนาดใหญ่ ที่มีฟังก์ชันการทำงาน(คล้ายกับกระจกอะคริลิกหรือโฟมสไตรีน ) ที่ละลายในน้ำเป็นวัสดุอิเล็กโทรดที่ใช้งานอยู่ เยื่อนาโนพรุนที่เลือกขนาดได้ทำงานเหมือนตะแกรงกรอง และผลิตได้ง่ายกว่าและมีต้นทุนต่ำกว่าเยื่อเลือกไอออนแบบดั้งเดิมมาก มันจะปิดกั้นโมเลกุลพอลิเมอร์ขนาดใหญ่ที่มีลักษณะคล้าย "สปาเก็ตตี้" ในขณะที่ยอมให้ไอออนขนาดเล็กผ่านไปได้^{[ 71 ]}แนวคิดนี้อาจช่วยแก้ปัญหาต้นทุนสูงของ เยื่อ Nafion แบบดั้งเดิม ได้ RFB ที่มี ชนิดรีดอกซ์โอลิโก เมอร์ยังไม่แสดงให้เห็นถึงพลังงานจำเพาะต่อพื้นที่ที่แข่งขันได้ ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าในการทำงานต่ำอาจเป็นคุณสมบัติโดยธรรมชาติของโมเลกุลรีดอกซ์ขนาดใหญ่

แบตเตอรี่แบบไหลเวียนชนิดอื่นๆ ได้แก่แบตเตอรี่สังกะสี-ซีเรียม แบตเตอรี่ สังกะสี-โบรมีนและแบตเตอรี่ไฮโดรเจน-โบรมีน

แบตเตอรี่แบบไร้เมมเบรน^{[ 72 ]}อาศัยการไหลแบบลามินาร์ซึ่งของเหลวสองชนิดถูกสูบผ่านช่องทาง โดยจะเกิดปฏิกิริยาทางเคมีไฟฟ้าเพื่อเก็บหรือปล่อยพลังงาน สารละลายจะไหลไปพร้อมกันโดยมีการผสมกันเพียงเล็กน้อย การไหลจะแยกของเหลวออกจากกันโดยธรรมชาติโดยไม่ต้องใช้เมมเบรน^{[ 73 ]}

เมมเบรนมักเป็นส่วนประกอบของแบตเตอรี่ที่มีราคาแพงที่สุดและเชื่อถือได้น้อยที่สุด เนื่องจากอาจเกิดการกัดกร่อนจากการสัมผัสกับสารตั้งต้นบางชนิดซ้ำๆ การไม่มีเมมเบรนทำให้สามารถใช้สารละลายโบรมีนเหลวและไฮโดรเจนได้ ซึ่งการผสมผสานนี้เป็นปัญหาเมื่อใช้เมมเบรน เพราะจะก่อให้เกิดกรดไฮโดรโบรมิกที่สามารถทำลายเมมเบรนได้ วัสดุทั้งสองชนิดมีจำหน่ายในราคาต่ำ^{[ 74 ]}การออกแบบนี้ใช้ช่องเล็กๆ ระหว่างอิเล็กโทรดสองตัว โบรมีนเหลวไหลผ่านช่องเหนือแคโทดกราไฟต์ และกรดไฮโดรโบรมิกไหลใต้แอโนดที่มีรูพรุน ในขณะเดียวกัน ก๊าซไฮโดรเจนจะไหลผ่านแอโนด ปฏิกิริยาเคมีสามารถย้อนกลับเพื่อชาร์จแบตเตอรี่ได้ ซึ่งเป็นครั้งแรกสำหรับการออกแบบที่ไม่มีเมมเบรน^{[ 74 ]}แบตเตอรี่แบบไหลที่ไม่มีเมมเบรนชนิดหนึ่งที่ประกาศในเดือนสิงหาคม 2013 ผลิตความหนาแน่นพลังงานสูงสุด 0.795 W/cm² ^ซึ่งมากกว่าระบบที่ไม่มีเมมเบรนอื่นๆ ถึงสามเท่า และสูงกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนถึงหนึ่งลำดับ^{[ 74 ]}

ในปี 2018 ได้มีการสาธิต RFB แบบไร้เมมเบรนขนาดใหญ่ที่สามารถชาร์จและหมุนเวียนกระแสอิเล็กโทรไลต์ได้ แบตเตอรี่ดังกล่าวใช้แคโทไลต์อินทรีย์ที่ไม่สามารถผสมกันได้และแอโนไลต์ที่เป็นของเหลวในน้ำ ซึ่งแสดงให้เห็นถึงการรักษาความจุและประสิทธิภาพคูลอมบิกสูงในระหว่างการใช้งาน^{[ 75 ]}

ระบบลิเธียม-ซัลเฟอร์ที่จัดเรียงเป็นเครือข่ายของอนุภาคนาโนช่วยขจัดความจำเป็นที่ประจุจะต้องเคลื่อนที่เข้าและออกจากอนุภาคที่สัมผัสโดยตรงกับแผ่นตัวนำ แต่เครือข่ายอนุภาคนาโนจะช่วยให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านของเหลวได้ ซึ่งทำให้สามารถสกัดพลังงานได้มากขึ้น^{[ 76 ]}

ในแบตเตอรี่แบบไหลกึ่งของแข็งอนุภาคอิเล็กโทรดบวกและลบจะถูกแขวนลอยอยู่ในของเหลวตัวพา สารแขวนลอยจะไหลผ่านห้องปฏิกิริยาที่เรียงซ้อนกัน โดยคั่นด้วยสิ่งกีดขวาง เช่น เยื่อบางๆ ที่มีรูพรุน วิธีการนี้ผสมผสานโครงสร้างพื้นฐานของแบตเตอรี่แบบไหลในน้ำ ซึ่งใช้อิเล็กโทรดที่แขวนลอยอยู่ในอิเล็กโทรไลต์เหลว เข้ากับเคมีของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ทั้งในสารแขวนลอยที่ปราศจากคาร์บอนและสารละลายข้นที่มีเครือข่ายคาร์บอนนำไฟฟ้า^{[ 77 ] [ 78 ] [ 79 ]}แบตเตอรี่แบบไหลรีดอกซ์กึ่งของแข็งที่ปราศจากคาร์บอนยังถูกเรียกว่าแบตเตอรี่แบบไหลรีดอกซ์แบบกระจายตัวของแข็ง^{[ 80 ]}การละลายวัสดุจะเปลี่ยนพฤติกรรมทางเคมีอย่างมีนัยสำคัญ อย่างไรก็ตาม การแขวนลอยชิ้นส่วนของวัสดุที่เป็นของแข็งจะรักษาคุณลักษณะของของแข็งไว้ ​​ผลลัพธ์ที่ได้คือสารแขวนลอยที่มีความหนืด^{[ 81 ]}

ในปี 2022 Influit Energy ได้ประกาศอิเล็กโทรไลต์แบตเตอรี่แบบไหลซึ่งประกอบด้วยโลหะออกไซด์ที่แขวนลอยอยู่ในสารละลายน้ำ^{[ 82 ] [ 83 ]}

แบตเตอรี่แบบไหลที่มีของแข็งที่กำหนดเป้าหมายรีดอกซ์ (ROTS) หรือที่รู้จักกันในชื่อตัวเร่งพลังงานของแข็ง (SEBs) ^{[ 84 ] [ 85 ] [ 86 ] [ 87 ] [ 88 ] [ 89 ] [ 90 ]}ไม่ว่าจะเป็นโพโซไลต์หรือเนโกไลต์หรือทั้งสองอย่าง (หรือที่เรียกว่าของเหลวรีดอกซ์) จะสัมผัสกับวัสดุอิเล็กโทรแอคทีฟของแข็ง (SEM) อย่างน้อยหนึ่งชนิด ของเหลวประกอบด้วยคู่รีดอกซ์อย่างน้อยหนึ่งคู่ โดยมีศักยภาพรีดอกซ์อยู่ขนาบข้างศักยภาพรีดอกซ์ของ SEM แบตเตอรี่ SEB/RFB ดังกล่าวรวมข้อได้เปรียบด้านพลังงานจำเพาะสูงของแบตเตอรี่ทั่วไป (เช่นลิเธียมไอออน ) เข้ากับข้อได้เปรียบด้านพลังงานและกำลังที่แยกออกจากกันของแบตเตอรี่แบบไหล แบตเตอรี่ SEB(ROTS) RFB มีข้อดีเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ RFB กึ่งของแข็ง เช่น ไม่จำเป็นต้องสูบสารละลายที่มีความหนืด ไม่มีการตกตะกอน/การอุดตัน กำลังจำเพาะต่อพื้นที่สูงกว่า ความทนทานที่ยาวนานกว่า และพื้นที่การออกแบบทางเคมีที่กว้างกว่า อย่างไรก็ตาม เนื่องจากมีการสูญเสียพลังงานสองครั้ง (ครั้งหนึ่งในสแต็กและอีกครั้งในถังระหว่าง SEB(ROTS) และตัวกลาง) แบตเตอรี่ดังกล่าวจึงมีประสิทธิภาพการใช้พลังงานต่ำ ในระดับระบบ พลังงานจำเพาะเชิงปฏิบัติของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบดั้งเดิมนั้นมากกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบไหล SEB(ROTS) ^{[ 91 ]}

คุณสมบัติทางเทคนิคทำให้แบตเตอรี่รีดอกซ์โฟลว์เหมาะสำหรับการจัดเก็บพลังงานขนาดใหญ่ แบตเตอรี่โฟลว์มักถูกพิจารณาสำหรับการใช้งานแบบอยู่กับที่ที่มีขนาดค่อนข้างใหญ่ (1 kWh – 10 MWh) โดยมีรอบการชาร์จและการคายประจุหลายชั่วโมง^{[ 94 ]}แบตเตอรี่โฟลว์ไม่คุ้มค่าสำหรับเวลาการชาร์จ/คายประจุที่สั้นกว่า ช่องทางการตลาด ได้แก่:

• ระบบกักเก็บพลังงานในโครงข่าย : การกักเก็บพลังงานระยะสั้นและ/หรือระยะยาวเพื่อใช้ในโครงข่ายไฟฟ้า
  • การปรับสมดุลโหลด : แบตเตอรี่จะเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าเพื่อเก็บพลังงานในช่วงเวลาที่ไม่ใช่ช่วงพีค และปล่อยพลังงานออกมาในช่วงเวลาที่มีความต้องการสูงสุด ปัญหาทั่วไปที่จำกัดการใช้งานแบตเตอรี่แบบฟลูอิดส่วนใหญ่ในลักษณะนี้คือ กำลังไฟฟ้าต่อพื้นที่ต่ำ (ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าขณะทำงาน) ซึ่งส่งผลให้ต้นทุนสูง
  • การเปลี่ยนพลังงานจากแหล่งพลังงานที่ไม่ต่อเนื่อง เช่นพลังงานลมหรือพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้ในช่วงที่มีความต้องการสูงสุด^{[ 95 ]}
  • การลดการใช้พลังงานสูงสุด โดยที่แบตเตอรี่จะรองรับความต้องการที่เพิ่มขึ้นอย่างฉับพลัน^{[ 96 ]}
• อุปกรณ์จ่ายไฟสำรอง (UPS)ที่ใช้แบตเตอรี่หากไฟหลักดับ
• การแปลงพลังงาน : เนื่องจากเซลล์ทั้งหมดใช้อิเล็กโทรไลต์เดียวกัน อิเล็กโทรไลต์จึงสามารถชาร์จโดยใช้จำนวนเซลล์ที่กำหนดและคายประจุโดยใช้จำนวนเซลล์ที่แตกต่างกันได้ เนื่องจากแรงดันไฟฟ้า ของแบตเตอรี่ เป็นสัดส่วนกับจำนวนเซลล์ที่ใช้ แบตเตอรี่จึงสามารถทำหน้าที่เป็นตัวแปลง DC–DC ที่ทรงพลังได้ นอกจากนี้ หากจำนวนเซลล์มีการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง (ทั้งด้านอินพุตและ/หรือด้านเอาต์พุต) การแปลงพลังงานยังสามารถเป็น AC/DC, AC/AC หรือ DC–AC ได้อีกด้วย โดยความถี่จะถูกจำกัดโดยความถี่ของอุปกรณ์สวิตช์^{[ 97 ]}
• รถยนต์ไฟฟ้า : เนื่องจากแบตเตอรี่แบบไหลสามารถ "ชาร์จใหม่" ได้อย่างรวดเร็วโดยการเปลี่ยนอิเล็กโทรไลต์ จึงสามารถนำไปใช้ในแอปพลิเคชันที่รถยนต์ต้องการรับพลังงานได้เร็วเท่ากับรถยนต์ที่ใช้น้ำมัน^{[ 98 ] [ 99 ]}ปัญหาทั่วไปของเคมี RFB ส่วนใหญ่ในแอปพลิเคชัน EV คือความหนาแน่นของพลังงานต่ำ ซึ่งส่งผลให้ระยะการขับขี่สั้น แบตเตอรี่สังกะสี-คลอรีน^{[ 100 ]}และแบตเตอรี่ที่มีฮาเลตที่ละลายได้สูงเป็นข้อยกเว้นที่น่าสนใจ^{[ 101 ]}
• ระบบพลังงานแบบแยกอิสระ : ตัวอย่างเช่น ในสถานีฐานโทรศัพท์มือถือที่ไม่มีไฟฟ้าจากโครงข่าย สามารถใช้แบตเตอรี่ร่วมกับแหล่งพลังงานแสงอาทิตย์หรือพลังงานลมเพื่อชดเชยระดับพลังงานที่ผันผวน และใช้ร่วมกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อประหยัดเชื้อเพลิง^{[ 102 ] [ 103 ]}

• คำศัพท์เฉพาะทางด้านเซลล์เชื้อเพลิง
• เทคโนโลยีไฮโดรเจน
• รายการประเภทแบตเตอรี่
• เยื่อไมโครทูบูลาร์
• อิเล็กโทรดรีดอกซ์

• บทความ Electropaedia เกี่ยวกับแบตเตอรี่แบบไหล (Flow Batteries) ถูกเก็บถาวรไว้เมื่อวันที่ 27 กันยายน 2550 ที่Wayback Machine
• งานวิจัยเกี่ยวกับแบตเตอรี่แบบไหลเวียนรีดอกซ์ยูเรเนียม
• วิธีการทำงานของแบตเตอรี่แบบฟลูอิด (ดูวิธีได้ใน YouTube)
• โครงการแบตเตอรี่แบบไหลเวียนของรัฐเซาท์ออสเตรเลีย