CZ37968U1 - Sestava průtokového elektrochemického svazku s izolovaným elektrolytovým manifoldem - Google Patents
Sestava průtokového elektrochemického svazku s izolovaným elektrolytovým manifoldem Download PDFInfo
- Publication number
- CZ37968U1 CZ37968U1 CZ2024-41984U CZ202441984U CZ37968U1 CZ 37968 U1 CZ37968 U1 CZ 37968U1 CZ 202441984 U CZ202441984 U CZ 202441984U CZ 37968 U1 CZ37968 U1 CZ 37968U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- flow
- distribution
- assembly
- frames
- electrochemical bundle
- Prior art date
Links
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 title claims description 22
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 claims description 3
- 101100161752 Mus musculus Acot11 gene Proteins 0.000 claims 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- -1 air Chemical compound 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
- H01M8/0206—Metals or alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/08—Fuel cells with aqueous electrolytes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
Description
Sestava prûtokového elektrochemického svazku s izolovanÿm elektrolytovÿm manifoldem
Oblast techniky
Technickÿm fesenim je sestava prûtokového elektrochemického svazku s izolovanÿm elektrolytovÿm manifoldem obsahujici alespon dva k sobe pfiléhajici distribucm tokové ramecky s geometrii rozvodovÿch poli.
Dosavadni stav techniky
Prûtocné baterie umoznuji relativne levné ukladani elektrické energie. Vÿhodou prûtocnÿch baterii je oddeleni kapacity baterie a jejiho vÿkonu. Vÿkon se vytvafi v elektrochemickém reaktoru, kterÿ je oznacovan jako bateriovÿ svazek. Kapacita prûtocné baterie je dana objemem elektrolytû, které jsou v nadrzich prûtocné baterie. Elektrolyt je na vodni bazi a celé feseni prûtocné baterie je nehoflavé a nevÿbusné. Oproti standardnim akumulatorûm tedy prûtocné baterie nevyzaduji pouziti nebezpecnÿch latek. Klicovÿm prvkem techto akumulatorû elektrické energie jsou prûtocné elektrochemické reaktory. Tyto reaktory ale mohou nalézt uplatneni i jako prûtokova zafizeni pro elektrosyntézu.
Elektrochemické svazky jmenovanÿch technologii jsou nejcasteji konstruovany ve dvouelektrodovém uspofâdâni, pficemz obe elektrody bÿvaji nejcasteji uzavfeny v samostatnÿch elektrodovÿch komorach. Ty jsou vymezeny distribucnimi ramecky, které slouzi k pfivodu a odvodu zvolenÿch tekutin, a které bÿvaji zpravidla vzajemne oddeleny vhodnÿm separatorem, jehoz funkci je elektronove a hydraulicky oddelit obe elektrodové komory a soucasne zachovat co nejvodivejsi iontové spojeni mezi elektrodovÿmi prostory jednotlivÿch elektrod. Toto feseni nelze aplikovat na systémy kde je vyzadovano pouziti tfi elektrod se tfemi rûznÿmi elektrolyty. V ramci jednoclankového systému lze elektrolyty snadno pfivést ke kazdé elektrode a neni potfeba fesit tok elektrolytû skrz/kolem ostatnich elektrod. V pfipadech, kdy jsou tfikomorové clanky zafazeny do svazku a neni fesen obtok ostatnich elektrod, dochazi k tzv. zkratovÿm proudûm mezi jednotlivÿmi elektrodami a k snizeni celkové ùcinnosti elektrochemického reaktoru. Pro potfeby potlaceni tohoto jevu je nutné vÿznamne upravit stavajici konstrukcni feseni prûtokovÿch svazkû oddelenim jednotlivÿch elektrolytovÿch manifoldû. V pfedkladaném technickém feseni je vyuzito plochÿch tesneni a upravené tokové desky tak, aby byl vytvofen potencialove izolovanÿ kanal pro tok elektrolytu. Tyto ùpravy detailne popisuje pfedlozené technické feseni.
Podstata technického feseni
Podstatou technického feseni je sestava prûtokového elektrochemického svazku s izolovanÿm elektrolytovÿm manifoldem obsahujici alespon dva k sobe pfiléhajici distribucni tokové ramecky s geometrii rozvodovÿch poli. Distribucni tokové ramecky jsou z jedné strany opatfeny alespon jednou dvojici natrubkû vystupujicich z jedné strany distribucniho tokového ramecku uzpûsobeného k prûtoku elektrolytu distribucnim tokovÿm rameckem, kdy k mezi sobe pfiléhajici distribucni tokové ramecky je vlozena elektroda. Alternativne mûze bÿt mezi distribucni tokové ramecky vlozen sberac proudu a/nebo kupfikladu sestava vice elektrod. V takovém pfipade se jedna se o spolecnou zapornou elektrodu, nabijeci kladnou elektrodu a vybijeci kladnou elektrodu. Pomoci distribucnich tokovÿch rameckû jsou k jednotlivÿm elektrodam pfivadeny a odvadeny zapornÿ elektrolyt, kladnÿ elektrolyt a plyn obsahujici kyslik, kupfikladu vzduch.
Vÿhodné je, pokud je vÿska jednotlivÿch dvojic natrubkû jednotlivÿch distribucnich tokovÿch rameckû odlisna. Timto je docileno modularniho feseni sestavy pfi pouziti rûznÿch elektrod odlisnÿch tloust’ek.
- 1 CZ 37968 U1
Dale je vÿhodné, pokud jsou elektroda ci sestava elektrod vùci distribucnimu tokovému ramecku opatreny tesnenim tak, aby nedochazelo ke styku elektrod s distribucnim tokovÿm rameckem a zejména s prostory, ve kterÿch se nachazi elektrolyt mimo aktivni plochu elektrochemického reaktoru.
Pro zajisteni spolehlivosti a zamezeni potencialniho zkratu vlivem prùchodu iontù skrz kapalné elektrolyty je vÿhodné, pokud jsou distribucni ramecky z nevodivého materialu.
Dale je vÿhodné, pokud jsou distribucni ramecky zvnejsku obklopeny vnejsimi deskami, které tvori vnejsi obalku celé prùtokové baterie.
Natrubky distribucnich tokovÿch rameckù a jsou vÿhodne opatreny tesnicimi brity z dùvodu zajisteni tesnosti celé sestavy.
V okamziku sériového propojeni clankù obsahujicich elektrody vznika prùtokovÿ svazek, u kterého jsou jednotlivé elektrolyty privadeny pres elektrodové ramy dalsich elektrod. V cinnosti je vzdy zinkova elektroda a kyslikova elektroda evolucni nebo kyslikové elektroda redukcni, to je dano stavem baterie, resp. jestli dochazi k nabijeni ci k vybijeni elektrod.
Objasneni vÿkresù
Na Obr. 1 je znazornen izometrickÿ pohled na sestavu elektrochemického svazku, na Obr. 2 a na Obr. 3 je znazornen izometrickÿ pohled na distribucni tokové ramecky s geometrii rozvodovÿch poli. Na Obr. 4, na Obr. 5, Obr. 6 a na Obr. 7 je znazornen rez sestavou prùtokového elektrochemického svazku. Na Obr. 8 je znazornen izometrickÿ pohled na tesnici brit na distribucni tokovém ramecku.
Priklad uskutecneni technického reseni
Sestava prùtokového elektrochemického svazku s izolovanÿm elektrolytovÿm manifoldem v prikladném provedeni obsahuje pet k sobe priléhajicich distribucnich deskovÿch tokovÿch rameckù R. Distribucni tokové ramecky R jsou opatreny jednotlivÿmi rozvodovÿmi poli. Distribucni tokové ramecky R jsou z jedné strany opatreny tremi dvojicemi natrubkù N. Kazda dvojice natrubkù N distribucnich tokovÿch rameckù je uzpùsobena k prùtoku jednoho zvoleného elektrolytu distribucnim tokovÿm rameckem R. Vÿska dvojice natrubkù N jednotlivÿch distribucnich tokovÿch rameckù R urcuje vÿsku komory, které obsahuje v tomto provedeni bud jednu deskovou elektrodu E nebo sestavu dvou deskovÿch elektrod E a sberace proudu P, jedna se o spolecnou zapornou elektrodu E, medenÿ sberac proudu P a vybijeci kladnou elektrodu E. V tomto provedeni je sestava elektrod E tvorena kyslikovou redukcni elektrodou E a zinkovou elektrodou E. Mezi dalsi priléhajici distribucni tokové ramecky R je vlozena niklova elektroda E, ktera slouzi jako kyslikova vÿvojova elektroda E. Vsechny elektrody E jsou vùci distribucnim tokovÿm rameckùm R a prostorùm, jimiz prochazi elektrolyt, utesneny. Distribucni tokové ramecky R jsou tvoreny z nevodivého materialu. Distribucni ramecky R obklopeny vnejsimi deskami D a jsou opatreny oky O. Kyslikové elektrody E jsou pritomny z dùvodu realizace oxidace a redukce O2. Mezi distribucni tokové ramecky R a deskové elektrody E jsou vlozeny tesnici brity B.
Prùmyslova vyuzitelnost
Technické reseni ma vysokÿ potencial uplatneni zejména v oblasti prùtokovÿch elektrochemickÿch konvertorù energie, jako jsou prùtocné baterie nebo elektrolyzéry pro elektrosyntézu, kuprikladu redukce CO2. V pripade prùtocné baterie Zn-vzduch toto konstrukcni reseni umoznuje konstrukci
- 2 CZ 37968 U1 baterie se dvema kladnÿmi elektrodami a soucasne hydraulicky oddelenou zapornou elektrodou, coz vÿznamne zvysuje ùcinnost a zivotnost provozu baterie. Vÿse popsané konstrukcni ùpravy tak zvysuji komercni potencial této technologie pro stacionarni akumulaci elektrické energie, a to kupnkladu z obnovitelnÿch zdrojù.
Claims (8)
1. Sestava prùtokového elektrochemického svazku s izolovanÿm elektrolytovÿm manifoldem obsahujici alespon dva distribucm tokové ramecky (R) s geometrii rozvodovÿch poli, vyznacujici se tim, ze distribucm tokové ramecky (R) jsou z jedné strany opatfeny alespon jednou dvojici natrubkù (N) uzpùsobenÿch k prùtoku elektrolytu distribucnim tokovÿm rameckem (R), kdy mezi k sobe pfiléhajici distribucni tokové ramecky (R) je vlozena alespon jedna elektroda (E).
2. Sestava prùtokového elektrochemického svazku podle naroku 1, vyznacujici se tim, ze mezi k sobe pfiléhajici distribucni tokové ramecky (R) je vlozen alespon jeden sberac proudu (P).
3. Sestava prùtokového elektrochemického svazku podle naroku 1 a 2, vyznacujici se tim, ze vÿska (v) dvojice natrubkù (N) a (N') v jednotlivÿch distribucnich tokovÿch rameccich (R) je odlisna.
4. Sestava prùtokového elektrochemického svazku podle naroku 1, vyznacujici se tim, ze elektroda (E) je vùci distribucnim tokovÿm rameckùm (R) a prostoru, kterÿm protéka elektrolyt utesnena.
5. Sestava prùtokového elektrochemického svazku podle naroku 1, 2, 3 nebo 4, vyznacujici se tim, ze elektroda (E) a sberac proudu (P) jsou ve tvaru desky.
6. Sestava prùtokového elektrochemického svazku podle naroku 1, 2, 3, 4 nebo 5, vyznacujici se tim, ze distribucni tokové ramecky (R) jsou z nevodivého materialu.
7. Sestava prùtokového elektrochemického svazku podle naroku 1, 2, 3, 4, 5 nebo 6, vyznacujici se tim, ze distribucni tokové ramecky (R) jsou vne obklopeny vnejsimi deskami (D).
8. Sestava prùtokového elektrochemického svazku podle naroku 1, 2, 3, 4, 5 nebo 6, vyznacujici se tim, ze mezi distribucni tokové ramecky (R) a deskové elektrody (E) jsou vlozeny tesnici bfity (B).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2024-41984U CZ37968U1 (cs) | 2024-05-27 | 2024-05-27 | Sestava průtokového elektrochemického svazku s izolovaným elektrolytovým manifoldem |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2024-41984U CZ37968U1 (cs) | 2024-05-27 | 2024-05-27 | Sestava průtokového elektrochemického svazku s izolovaným elektrolytovým manifoldem |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ37968U1 true CZ37968U1 (cs) | 2024-07-02 |
Family
ID=91759013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2024-41984U CZ37968U1 (cs) | 2024-05-27 | 2024-05-27 | Sestava průtokového elektrochemického svazku s izolovaným elektrolytovým manifoldem |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ37968U1 (cs) |
-
2024
- 2024-05-27 CZ CZ2024-41984U patent/CZ37968U1/cs active IP Right Grant
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6475661B1 (en) | Redox flow battery system and cell stack | |
| US4714662A (en) | Power module assembly of electrochemical cells | |
| TWI654792B (zh) | 電池單元及氧化還原液流電池 | |
| US20130157097A1 (en) | Compact frameless bipolar stack for a multicell electrochemical reactor with planar bipolar electrical interconnects and internal ducting of circulation of electrolyte solutions through all respective cell compartments | |
| EP0198483A2 (en) | Planar multi-junction electrochemical cell | |
| CN102593491A (zh) | 液流电池堆及包括其的电池系统 | |
| CN210837970U (zh) | 燃料电池及车辆 | |
| CN108183252B (zh) | 氧化还原液流电池 | |
| AU2017271220B2 (en) | Subsea uninterruptible power supply | |
| CN220774428U (zh) | 一种液流电池电堆线面一体式密封结构 | |
| KR20200068432A (ko) | 유로 채널이 보강된 셀프레임 및 이를 이용한 레독스흐름전지 | |
| EP2605321B1 (en) | Polymer electrolyte fuel cell | |
| CZ37968U1 (cs) | Sestava průtokového elektrochemického svazku s izolovaným elektrolytovým manifoldem | |
| CN216488182U (zh) | 一种液流电池电堆结构 | |
| US20220238904A1 (en) | Redox flow battery | |
| US9337499B2 (en) | Dual electrolyte fuel cell assembly | |
| CN112585800A (zh) | 双极性水性插层电池堆栈及相关系统和方法 | |
| CN221352818U (zh) | 一种液流电池电堆和储能系统 | |
| KR20140109615A (ko) | 누수 억제를 위한 매니폴드, 일체형 복합전극셀 및 이를 포함하는 레독스 흐름전지 | |
| JPH05166550A (ja) | 電解液循環型積層二次電池 | |
| KR102126343B1 (ko) | 레독스 흐름전지 | |
| CN111490280A (zh) | 一种彻底解决钒电池电堆漏液的方法 | |
| WO2024191943A1 (en) | Eco sodium-hydro battery using cell pouches for containing cell electrolyte | |
| KR20240105676A (ko) | 제로갭 레독스 흐름전지 및 이의 제조방법 | |
| CN117476992A (zh) | 一种小流阻的轻量化液流电池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20240702 |