フロー電池
膜なし型電池は、2種類の電解液が2つのチャネルに流通する際に生じる層流に依存する。これらが電気化学反応を起こし、エネルギーを蓄えたり開放したりする。電解液は互いにほとんど混ざり合わず並列に流れる。流れによって自然に液体同士が分かれるため、膜がいらなくなる。
膜は特定の反応物に繰り返し曝されることにより腐蝕することがあり、電池内で最もコストがかかり、かつ最も信頼性が低い構成材であることが多い。膜がないことにより液体臭素溶液と水素を用いることができる。膜を使用する場合、この組み合わせは臭化水素酸の生成により膜を痛めるため問題となる。両材料は低コストで利用可能である。
この設計では2つの電極の間に小さなチャネルを設ける。液体臭素は炭素カソード上のチャネルを、臭化水素酸は多孔質アノード上のチャネルを流れる。同時に、水素ガスをアノードに流通させる。膜なし設計としては初めて、逆反応を起こして電池を充電することが可能である。2013年8月に発表された膜なしフロー電池は他の膜なしシステムの3倍となり、リチウムイオン電池よりも高い最大出力密度 7950 W/m を達成している。
Primus Power(英語版) はレドックス型亜鉛-臭素フロー電池における膜やセパレータを不要とし、コストと故障率を低下させる特許技術を開発した。Primus Power の膜なしレドックスフロー電池はアメリカ合衆国とアジアにおける2017年2月21日に発表された第2世代製品に用いられている。Primus Power EnergyPod 2 が生産中である。
フロー電池は通常、比較的大規模な (1 kWh – 10 MWh) 固定用途向けに考えられている。次のような用途が挙げられる。
負荷平準化(英語版) – 送電系統に電池を接続し、オフピーク時の余剰電力により充電し、ピーク時に放電し電力を供給する。この用途に向けた共通の問題は、ほとんどの化学構成のフロー電池は面積比出力(動作電流密度)が低く、出力単位のコストが高いことが挙げられる。
風力発電や太陽発電などの再生可能エネルギー源により充電し、ピーク需要時に放電する。
ピークカット – ピーク需要を電池により供給する。
UPS – 主電源が停止した際に途切れなく電力供給するために電池を使う。
電力変換(英語版) – すべてのセルは同じ電解質を共有する。そのため、一定の数のセルで充電した電解質を別の数のセルで放電に使うことができる。電池の電圧はセルの数に比例するので、これにより非常に強力なDC–DC変換回路を構成することができる。