ES2343817T3 - Empilado de celdas electroquimicas con elementos de chasis. - Google Patents

Empilado de celdas electroquimicas con elementos de chasis. Download PDF

Info

Publication number
ES2343817T3
ES2343817T3 ES06726659T ES06726659T ES2343817T3 ES 2343817 T3 ES2343817 T3 ES 2343817T3 ES 06726659 T ES06726659 T ES 06726659T ES 06726659 T ES06726659 T ES 06726659T ES 2343817 T3 ES2343817 T3 ES 2343817T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
chassis
cell
stacking
electrochemical cells
cells
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES06726659T
Other languages
English (en)
Inventor
Peter John Ridley
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RE FUEL TECHNOLOGY Ltd
RE-FUEL TECHNOLOGY Ltd
Original Assignee
RE FUEL TECHNOLOGY Ltd
RE-FUEL TECHNOLOGY Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by RE FUEL TECHNOLOGY Ltd, RE-FUEL TECHNOLOGY Ltd filed Critical RE FUEL TECHNOLOGY Ltd
Application granted granted Critical
Publication of ES2343817T3 publication Critical patent/ES2343817T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02Details
    • H01M8/0271Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
    • H01M8/0273Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes with sealing or supporting means in the form of a frame
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/70Assemblies comprising two or more cells
    • C25B9/73Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/18Regenerative fuel cells, e.g. redox flow batteries or secondary fuel cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/18Regenerative fuel cells, e.g. redox flow batteries or secondary fuel cells
    • H01M8/184Regeneration by electrochemical means
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

Un empilado de celdas electroquímicas que comprende una pluralidad de celdas dispuestas lado a lado en un empilado, teniendo cada celda: - una membrana, - una primera cavidad de semicelda sobre un lado de la membrana y una segunda cavidad de semicelda sobre el otro lado de la membrana, - una placa de electrodo respectiva en el lado de cada semicelda opuesta a la membrana, proporcionando cada placa de electrodo contacto entre las celdas adyacentes al menos para aquellas intermedias a las celdas, - un par de chasis, uno para una semicelda y otro para la otra, los chasis: - capturan la membrana entre los mismos, - localizan las placas de electrodos y - teniendo: - vacíos centrales alrededor de márgenes continuos que proporcionan las cavidades de semiceldas, - aperturas en los márgenes continuos que proporcionan los ductos para el flujo del electrolito a través del empilado para la distribución a las celdas, - rebajes de distribución del electrolito en los bordes interiores opuestos de los márgenes y - pasos en los márgenes continuos para el flujo del electrolito desde una de las aperturas de los ductos, dentro y fuera de la semicelda en los rebajes de distribución y hasta otra de las aperturas de ductos, en el que: - se captura cada electrodo de placa entre un chasis de una celda y un chasis de una celda adyacente con al menos dos porciones de los márgenes de estos chasis extendiéndose fuera de los respectivos bordes del electrodo de placa, teniendo los chasis de celdas adyacentes caras que colindan en las porciones; - se forman pasos de flujo en las caras de los márgenes y se cierran colindando con las caras del chasis opuestas; y - se proporcionan aberturas a través del chasis en los chasis para extender los pasos de las caras que colindan de los chasis con las otras, el lado de la membrana de los chasis dentro de los rebajes de distribución.

Description

Empilado de celdas electroquímicas con elementos de chasis.
La presente invención se refiere a un empilado de celdas electroquímicas o electrolíticas, particularmente aunque no exclusivamente a un empilado de celdas de combustible de reducción/oxidación regenerativa (redox).
Se conoce que las celdas electroquímicas consisten típicamente entre dos y cincuenta semiceldas positivas y negativas alternas, aunque no se desconocen números mayores; ya que los componentes de las celdas se apilan entre sí, dicha pluralidad de semiceldas se conoce típicamente como un empilado electroquímico o un empilado de celdas electrolíticas, a menudo simplificado brevemente a "un empilado". Los factores importantes en el diseño de un empilado de celdas de este tipo son el método de construcción y el espesor de las celdas individuales. Las disposiciones típicas usan lo que se conoce como un diseño de prensa de filtro que comprende dentro de cada una de las capas sucesivas de celda de un material de junta no conductivo. Las capas comprenden chasis, que proporcionan la acomodación para el material electrodo y también contienen dentro de sus espesores los pasos de distribución del flujo de electrolito. Cada chasis se ensambla dentro de uno o dos tipos de una semicelda - positivo y negativo; debe observarse que, en general, el diseño de los chasis tanto para las semiceldas positivas como negativas es básicamente similar y su asignación es bien una consecuencia de la construcción global así como del uso del empilado en vez de una característica inherente. Estos chasis se intercalan típicamente de forma alternativa con láminas de un material electrodo adecuado y un separador de membrana adecuado. Esta construcción produce una sucesión de pares de semiceldas en serie con electrodos comunes para dos semiceldas, por consiguiente los electrodos se refieren como electrodos bipolares. También es posible y deseable en algunas aplicaciones conectarse de forma eléctrica a los electrodos intermedios y, dependiendo de la disposición de distribución del electrolito interno, operar las celdas de diversas otras formas en serie y/o en paralelo cuando alguno o todos los electrodos pueden ser unipolares en lugar de ser bipolares.
Ya que los chasis deben proporcionar un número de características diferentes, incluyendo sellado hidráulico, resistencia mecánica, acomodación del electrodo y pasos de distribución de flujo, requiriéndose estos pasos para proporcionar tanto aislamiento contra las corrientes derivadas internas y de forma contraria contra la resistencia al flujo mínimo y distribución de flujo uniforme, normalmente se requiere un compromiso de diseño entre las características. Particularmente, se sabe que es deseable conseguir una velocidad de flujo lineal elevada del electrolito dentro de la celda, que implique un espaciamiento de celda pequeño pero ya que el espesor del chasis define el espaciamiento este, a su vez, tiene el efecto indeseado de reducir la profundidad disponible para los pasos de distribución que típicamente se destinan a una u otra superficie de los chasis. Adicionalmente, se conoce que para un rendimiento de celda eficaz y confiable, se debe conseguir el cierre de los canales de distribución dentro de tales chasis a fin de evitar las trayectorias de daños indeseables y potenciales tanto para la fuga de corriente hidráulica y eléctrica.
El objeto de la presente invención es proporcionar un empilado de celdas electroquímicas mejorado.
De acuerdo con la invención, se proporciona un empilado de celdas electroquímicas que comprende una pluralidad de celdas dispuestas lado a lado en un empilado, teniendo cada celda:
-
una membrana,
-
una primera cavidad de semicelda sobre un lado de la membrana y una segunda cavidad de semicelda sobre el otro lado de la membrana,
-
una placa de electrodo respectiva en el lado de cada semicelda opuesta a la membrana, proporcionando cada placa de electrodo contacto entre las celdas adyacentes al menos para aquellas intermedias a las celdas,
-
un par de chasis, uno para una semicelda y otro para la otra, los chasis:
-
capturan la membrana entre los mismos,
-
localizan las placas de electrodos y
-
teniendo:
-
vacíos centrales alrededor de márgenes continuos que proporcionan las cavidades de semiceldas,
-
aperturas en los márgenes continuos que proporcionan los ductos para el flujo del electrolito a través del empilado para la distribución a las celdas,
-
rebajes de distribución del electrolito en los bordes interiores opuestos de los márgenes y
-
pasos en los márgenes continuos para el flujo del electrolito desde una de las aperturas de los ductos, dentro y fuera de la semicelda en los rebajes de distribución y hasta otra de las aperturas de ductos,
\newpage
en el que:
-
se captura cada electrodo de placa entre un chasis de una celda y un chasis de una celda adyacente con al menos dos porciones de los márgenes de estos chasis extendiéndose fuera de los respectivos bordes del electrodo de placa, teniendo los chasis de celdas adyacentes caras que colindan en las porciones;
-
se forman pasos de flujo en las caras de los márgenes y se cierran colindando con las caras del chasis opuestas; y
-
se proporcionan aberturas a través del chasis en los chasis para extender los pasos de las caras que colindan de los chasis con las otras, el lado de la membrana de los chasis dentro de los rebajes de distribución.
Aunque son posibles otras configuraciones particularmente curvas o poligonales que tengan márgenes opuestos rectilíneos con las aperturas del ducto del electrolito dispuestas en las esquinas, normalmente los chasis serán rectangulares, es decir, que tienen cuatro márgenes rectos, con las aperturas de ducto del electrolito dispuestas en las esquinas. Los pasos de flujo se pueden distribuir en todos los cuatros márgenes, sin embargo, lo mismos se proporcionan preferiblemente sólo en dos márgenes opuestos. Es posible proporcionar todos los pasos en la cara de uno de cada par de chasis con caras que colindan, es decir, con dos pasos en cada porción marginal teniendo pasos con una abertura del chasis a través de la porción en el extremo de uno de los pasos y otra de dichas aberturas en el otro chasis opuesto al extremo del otro paso. Como alternativa, sólo se puede proporcionar un paso en cada porción marginal teniendo dicho paso de flujo. De forma conveniente, cada paso de flujo tiene entonces una abertura a través del chasis; o todas las aberturas se pueden proporcionar en la porción marginal opuesta. Estos pasos se pueden proporcionar de tal manera que los chasis sean simétricos alrededor de un eje central transverso al plano de sus caras que colindan; o que los pasos se puedan disponer para extenderse desde dos aperturas de ducto en las esquinas próximas al chasis, con los pasos extendiéndose lejos del margen que interconecta las esquinas próximas.
De forma conveniente, los electrodos se capturan en los rebajes de las caras que colindan de los chasis que se extienden alrededor de toda la continuidad de los márgenes alrededor del vacío central.
Aunque se prevé que los chasis se podrían sostener entre sí con suficiente compresión para sellar las cavidades, ductos y formas de los pasos, particularmente donde los chasis son de un material elastomérico. Sin embargo, se prefiere proporcionar sellos alrededor de los ductos y de los pasos que radien de los mismos y alrededor de los electrodos. Los sellos pueden ser de un material de junta, pero son preferiblemente anillos tipo O ajustados en los surcos de los chasis.
En la realización preferida, se proporcionan extensiones de paso en las caras opuestas a los chasis desde las caras que colindan, las extensiones prolongándose desde las aberturas a través del chasis hasta los respectivos rebajes de distribución del electrolito. Preferiblemente, los rebajes de distribución del electrolito son más amplios que los rebajes de captura del electrodo.
Para ayudar al entendimiento de la invención, a continuación se describirá a modo de ejemplo una realización específica de la misma haciendo referencia a los dibujos acompañantes, en los que:
La Figura 1 es una vista en perspectiva de una parte de un empilado de celdas de la invención, un empilado completo teniendo en la práctica más celdas que las que se muestran;
La Figura 2 es una vista del despiece de dos chasis, un electrodo y una membrana del empilado de la Figura 1;
La Figura 3 es una vista lateral de la sección transversal del empilado de la Figura 1 sobre el plano III-III mostrado en la Figura 1;
La Figura 4 es otra vista lateral de la sección transversal de menos chasis sobre el plano IV-IV mostrado en la Figura 1;
La Figura 5 es una vista lateral de la sección transversal recortada sobre el plano V-V mostrado en la Figura 1;
La Figura 6 es una vista similar a la Figura 2 de los chasis alternativos, teniendo un tramado del paso alternativo;
La Figura 7 es otra vista similar a la Figura 2 que muestra otro tramado del paso alternativo; y
La Figura 8 es una vista lateral de la sección transversal de otro empilado de celdas alternativo.
Con referencia a los dibujos, un empilado de celdas de combustible redox 1 comprende una pluralidad de chasis de semiceldas 2,3 que son esencialmente los mismos, aunque ligeramente diferentes. Los mismos son de un polímero moldeado. Intercaladas entre los mismos existen membranas semipermeables 4 y electrodos de placa de grafito 5 (que son de un polímero cargado de forma pesada con polvo o copos de grafito). En uso, los electrodos actúan como electrodos bipolares para los reactivos y reacciones respectivamente diferentes sobre cualquier lado. Las membranas separan de igual forma los reactivos y permiten el paso de los iones y electrones seleccionados mientras la reacción progresa. La presente invención está relacionada con la disposición física de las características del empilado de celdas, aunque debe observarse que una celda electroquímica completa está presente entre cada par de electrodos y que incluye una membrana y espacios de semiceldas proporcionados por los vacíos que se describirán a continuación.
Los chasis 2, 3 son ambos rectangulares, con márgenes 11 alrededor de los vacíos centrales 12. En los vacíos, los mismos tienen rebajes 14 en las caras que colindan 15 para colocar los electrodos de placa. Más cerca de sus esquinas, los mismos tienen pequeños agujeros 46 para la colocación de las varillas 16 y ajustarlas a partir de estos, las aperturas 17 se proporcionan para formar ductos a través de todo el empilado para el flujo del electrolito hasta y desde las cavidades de celdas proporcionadas por los vacíos 12. Con referencia a las Figuras 2, 4 y 5, los chasis 2 tienen los pasos de flujo del electrolito 18 abiertos en sus caras 15 que colindan con los chasis 3 y que van unos hacia lo otros desde las aperturas del ducto 17 en las partes extremas 11' de los márgenes de los chasis. Los pasos se detienen repentinamente y se rodean por surcos que contienen anillos tipo O 20 para sellado. Estos últimos sellan la cara opuesta del chasis que colinda. También en las caras 15 existen surcos para los anillos tipo O 21 que sellan los chasis alrededor de las placas de electrodo 5. Los anillos tipo O 20,21 sellan los chasis contra la fuga del electrolito fuera de los mismos. Alguno de los pasos 18 diagonalmente opuestos terminan en las aberturas 22 que pasan a través de los chasis 2. Los otros pasos no tienen aberturas en los chasis 2, pero los chasis 3 tienen aberturas 19 a través de los mismos inscritos en los extremos de los pasos.
En el otro lado de los chasis 2 y 3, las aberturas 22, 19 se abren en pasos cortos 23 dirigidos hacia los vacíos centrales y desembocando en los rebajes de distribución del electrolito 24, que se extienden a toda la anchura de los vacíos centrales en las partes extremas marginales 11'. Estos rebajes tienen huequitos 25 para colocar una membrana 4 entre los mismos, en la medida que un rebaje en uno de los chasis 2 sea adyacente a otro en el chasis 3 y así sucesivamente. Por tanto, el electrolito puede fluir desde una apertura de ducto 17 es una esquina, por medio del paso 18 desde la apertura, bien sea a través del chasis 2 por medio de la abertura 22 o del chasis 3 por medio de la abertura 19, a través del paso corto 23 y del rebaje de distribución respectivo 24 y dentro del vacío central hasta cualquier lado en el que se dirigía el electrodo de placa mediante la abertura 19, 22. Desde el extremo opuesto del vacío central, el electrolito se retorna a la apertura de ducto diagonalmente opuesta 17.
Las semiceldas que definen los vacíos centrales se cierran por las membranas 4, capturadas entre los chasis 2, 3 en sus caras opuestas a aquellas que colindan en las placas de electrodos. Estas caras 31 tienen anillos tipo O 32 en los surcos alrededor de las aperturas 17 y anillos tipo O 33 en los surcos alrededor de todo el vacío central y aperturas 17. Estos se sellan con la membrana. Para evitar que los anillos tipo O se presionen contra los anillos tipo O por medio de la membrana, algunos anillos tipo O en los chasis 2 se ajustan en una dimensión diametralmente más pequeña D que aquellas D + d en los chasis 3, con lo que los anillos tipo O se desvían uno de los otros, como se puede observar en la Figura 4. De forma similar, se escalonan los anillos tipo O 33 sobre los lados opuestos de la membrana. Debe observarse que las membranas se abren en 34 y 35 para que fluya el electrolito en los ductos 17 a través de los mismos y para colocar las varillas 16.
Como se muestra en la Figura 3, las semiceldas pueden incluir tres electrodos dimensionales en forma de pastillas de fieltro de grafito 41. Estas cargan los vacíos centrales, desde las placas de electrodo hasta las membranas. Sin embargo, el fieltro se abre en el sentido de que tiene espacios apreciables alrededor de las fibras individuales. Por tanto, el fieltro proporciona poca resistencia al flujo del electrolito a través de la celda.
En el extremo del empilado, se proporciona una placa colectora de cobre 51 a través del extremo de uno de los electrodos de placa para acumular la corriente de la misma. La placa colectora se ajusta en un vehículo aislante 52 y todo el empilado se mantiene en compresión por una placa extrema 53. Esto se sujeta por abrazaderas en posición mediante clavijas de conexión no mostradas que actúan entre la misma y otra placa de compresión en el otro extremo del empilado.
La Figura 6 y 7 muestran los tramados del paso alternativo. En la Figura 6, el chasis 102 tiene algunos pasos 118 desde las aperturas de ducto 117 sobre sólo un lado longitudinal del chasis. En el extremo de cada paso existe una abertura pasante 122 para pasos y rebajes de distribución adicionales sobre el otro lado. Estas 123, 124 se muestran en el chasis 103, que tiene el mismo tramado de pasos, como se puede prever mientras gira el chasis 103 alrededor del eje longitudinal L. Debe observarse que los pasos cortos 123 están ambos sobre el mismo lado del eje longitudinal L. En la Figura 7, los pasos 218 se disponen de forma simétrica alrededor del eje transversal central A, así como el tramado que es simétrico alrededor del eje L. Aparte de esto, la disposición es básicamente similar. Mientras que es deseable para propósitos de producción que dos chasis 102 y 103, 202 y 203 tenga que ser idéntica respectivamente, la provisión de los anillos tipo O en la membrana con diferentes dimensiones diametrales hacen que los chasis sean diferentes y mitiguen de los mismos siendo idénticos en lo demás. La disposición mostrada en la Figura 7 tiene recesos moldeados 246 en ambas caras de los chasis 203 in situ de los agujeros 46 y agarraderas 216 moldeados en ambas caras de los chasis 202. Esta disposición asegura que los chasis se ensamblen con los anillos tipo O unos dentro de los otros según se destinen, incluso aunque el tramado del paso sea idéntico.
Con cualquiera de estas alternativas, o con la realización de las Figuras 1 a 5, se pueden ensamblar entre sí los chasis 2, 3; 102, 103; 202, 203 en pares con sus placas de electrodos y anillos tipo O, como ensambles secundarios. Después los ensambles secundarios se apilan entre sí con una membrana intercalada entre cada uno de los ensambles secundarios. Esto es un proceso de fabricación más conveniente que el ensamble del empilado a partir de una selección sucesiva de cuatro componentes.
Debe observarse que los empilados descritos anteriormente tienen las siguientes ventajas adicionales:
-
Los pasos de flujo se definen en una cara del chasis rígida, cerrada por otra. Por tanto, los pasos son dimensionalmente estables, eléctricamente aislados a partir de los electrodos de placa y no limitan con la membrana. Esta disposición proporciona más propiedades previsibles al empilado final, por ejemplo, en términos de las pérdidas debido a la conexión ohmíca de uno de los electrodos con el siguiente por medio de las columnas del electrolito en los pasos que conectan con cada electrodo con su vecino por medio de los pasos de flujo del electrolito;
-
Los anillos tipo O proporcionan un alto grado de integridad de sellado;
-
El espesor de la celda, en términos de separación desde las membranas hasta las placas de electrodos es independiente del espesor de los chasis. Por ejemplo, se pueden construir celdas muy finas, las cuales proporcionarían dificultades en términos de la profundidad del paso de flujo, con los pasos de flujo acomodándose en aquella parte de los chasis que acomoda al espesor de las placas de electrodos.
-
Los chasis se pueden moldear en moldes de menor capacidad y sólo las partes adicionales requeridas son los electrodos, las membranas y los sellos. (En nuestro empilado de celdas anterior, se requirieron diversas arandelas de colocación).
El empilado de celdas es igualmente adecuado para celdas usadas para generar electricidad mediante una reacción electroquímica así como para celdas en las que la reacción electroquímica se provoca para la aplicación de electricidad. Por esta razón, no se proporcionan detalles de los químicos ni de las reacciones. Sin embargo, es que probable que los químicos sean corrosivos, y como tal, los materiales de la celda necesitan ser resistentes a reacciones químicas de forma tan razonable como sea posible. Por ejemplo, la placa de electrodo es preferiblemente de polipropileno cargado con grafito, usándose el mismo polímero para los chasis. Los anillos tipo O pueden ser de fluoroelastómeros, típicamente material Viton (RTM) de DuPont. Las membranas pueden ser de material de membrana electroquímica convencional.
La invención no tiene por objeto restringirse a los detalles de las realizaciones descritas anteriormente. Por ejemplo, donde la química de la reacción en la celda se adecua para celdas bastante finas sin electrodos tridimensionales, se puede omitir el electrodo de fieltro. Además, se prevé que al menos en las caras que colindan 15, los chasis se puedan unir entre sí para capturar y sellar los electrodos y sellar los pasos y aperturas de los ductos. La Figura 8 muestra el adhesivo 350 para este propósito. En la variante mostrada en la figura, los anillos tipo O 21 que sellan los chasis entre sí periféricamente de las placas de electrodos 5 se han remplazado por anillos tipo O 321 que sellan los chasis de las placas de electrodo 305, internamente del adhesivo 350. Esta variante muestra una placa de colector de corriente extrema de cobre 351 emplazada en un chasis extremo especial 352 que tiene un recorte rectangular 3521 para la placa colectora 351 y un surco 3522 para una lengüeta de contacto 3511 de la placa colectora. Una placa de apoyo 3523 aísla la placa colectora de la placa de abrazadera 353.

Claims (19)

  1. \global\parskip0.970000\baselineskip
    1. Un empilado de celdas electroquímicas que comprende una pluralidad de celdas dispuestas lado a lado en un empilado, teniendo cada celda:
    -
    una membrana,
    -
    una primera cavidad de semicelda sobre un lado de la membrana y una segunda cavidad de semicelda sobre el otro lado de la membrana,
    -
    una placa de electrodo respectiva en el lado de cada semicelda opuesta a la membrana, proporcionando cada placa de electrodo contacto entre las celdas adyacentes al menos para aquellas intermedias a las celdas,
    -
    un par de chasis, uno para una semicelda y otro para la otra, los chasis:
    -
    capturan la membrana entre los mismos,
    -
    localizan las placas de electrodos y
    -
    teniendo:
    -
    vacíos centrales alrededor de márgenes continuos que proporcionan las cavidades de semiceldas,
    -
    aperturas en los márgenes continuos que proporcionan los ductos para el flujo del electrolito a través del empilado para la distribución a las celdas,
    -
    rebajes de distribución del electrolito en los bordes interiores opuestos de los márgenes y
    -
    pasos en los márgenes continuos para el flujo del electrolito desde una de las aperturas de los ductos, dentro y fuera de la semicelda en los rebajes de distribución y hasta otra de las aperturas de ductos,
    en el que:
    -
    se captura cada electrodo de placa entre un chasis de una celda y un chasis de una celda adyacente con al menos dos porciones de los márgenes de estos chasis extendiéndose fuera de los respectivos bordes del electrodo de placa, teniendo los chasis de celdas adyacentes caras que colindan en las porciones;
    -
    se forman pasos de flujo en las caras de los márgenes y se cierran colindando con las caras del chasis opuestas; y
    -
    se proporcionan aberturas a través del chasis en los chasis para extender los pasos de las caras que colindan de los chasis con las otras, el lado de la membrana de los chasis dentro de los rebajes de distribución.
  2. 2. Un empilado de celdas electroquímicas de acuerdo con la reivindicación 1, que tiene márgenes opuestos rectilíneos con aperturas de ducto del electrolito dispuestas en las esquinas.
  3. 3. Un empilado de celdas electroquímicas de acuerdo con la reivindicación 2, en el que los pasos de flujo se proporcionan en dos márgenes opuestos.
  4. 4. Un empilado de celdas electroquímicas de acuerdo con la reivindicación 3, en el que todos los pasos se proporcionan en la cara de uno de cada par de los chasis con caras que colindan.
  5. 5. Un empilado de celdas electroquímicas de acuerdo con la reivindicación 3, en el que se proporciona sólo un paso en cada porción marginal que tiene uno de dichos pasos de flujo.
  6. 6. Un empilado de celdas electroquímicas de acuerdo con la reivindicación 5, en el que cada paso de flujo tiene una abertura a través de su chasis.
  7. 7. Un empilado de celdas electroquímicas de acuerdo con la reivindicación 5, en el que todas las aberturas que pasan por el chasis se proporciona en la porción marginal opuesta al extremo de los respectivos pasos.
  8. 8. Un empilado de celdas electroquímicas de acuerdo con la reivindicación 5, reivindicación 6 o reivindicación 7, en el que los pasos de flujo se proporcionan de tal manera que los chasis tienen una simetría alrededor del eje central transversal al plano de sus caras que colindan.
  9. 9. Un empilado de celdas electroquímicas de acuerdo con la reivindicación 5, reivindicación 6 o reivindicación 7, en el que los pasos se disponen para extenderse desde dos aperturas de ductos en las esquinas próximas del chasis, con los pasos que se extienden en las porciones marginales lejos del margen que interconecta las esquinas próximas.
    \global\parskip1.000000\baselineskip
  10. 10. Un empilado de celdas electroquímicas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que los electrodos se capturan en los rebajes en las caras que colindan de los chasis que se extienden alrededor de toda la continuidad de los márgenes alrededor del vacío central.
  11. 11. Un empilado de celdas electroquímicas de acuerdo con la reivindicación 10, en el que los rebajes de distribución de electrolitos son más amplios que los rebajes de captura de electrodos.
  12. 12. Un empilado de celdas electroquímicas de acuerdo con la reivindicación 11, que incluye los elementos de propagación de flujo en los rebajes de distribución del electrolito.
  13. 13. Un empilado de celdas electroquímicas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que los chasis se sostienen juntos con suficiente compresión para sellar las cavidades, los ductos y los caminos de paso, siendo los chasis de un material elastomérico.
  14. 14. Un empilado de celdas electroquímicas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que los sellos se proporcionan alrededor de los ductos y de los pasos que radian de los mismos, alrededor de los electrodos y alrededor de las cavidades de semicelda entre el chasis y las membranas.
  15. 15. Un empilado de celdas electroquímicas de acuerdo con la reivindicación 14, en el que los sellos son anillo tipo O ajustados en los surcos en los chasis, estando los anillos tipo O sobre un lado de la membrana desviados en una dimensión diametral menor que aquella del otro lado, con lo que los anillos tipo O se desvían uno de los otros.
  16. 16. Un empilado de celdas electroquímicas de acuerdo con la reivindicación 14 o reivindicación 15, en el que los sellos de anillo tipo O se proporcionan sobre los lados opuestos de las placas de electrodos, sellando los mismos con los chasis que capturan los mismos.
  17. 17. Un empilado de celdas electroquímicas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que al menos alguno de los chasis de semicelda adyacente se unen entre sí.
  18. 18. Un empilado de celdas electroquímicas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que incluye una extensión de paso en las caras opuestas de los chasis desde las caras que colindan, las extensiones que se extienden desde las aberturas a través del chasis hasta los respectivos rebajes de distribución del electrolito.
  19. 19. Un empilado de celdas electroquímicas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que incluye electrodos tridimensionales que se extienden desde los electrodos de placa dentro de las respectivas semiceldas.
ES06726659T 2005-04-16 2006-04-05 Empilado de celdas electroquimicas con elementos de chasis. Active ES2343817T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB0507756.5A GB0507756D0 (en) 2005-04-16 2005-04-16 New filter press cell
GB0507756 2005-04-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2343817T3 true ES2343817T3 (es) 2010-08-10

Family

ID=34630824

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES06726659T Active ES2343817T3 (es) 2005-04-16 2006-04-05 Empilado de celdas electroquimicas con elementos de chasis.

Country Status (13)

Country Link
US (1) US8182940B2 (es)
EP (1) EP1886368B1 (es)
JP (1) JP2008537290A (es)
CN (1) CN101160679A (es)
AT (1) ATE463055T1 (es)
AU (1) AU2006238731B2 (es)
CA (1) CA2604784C (es)
DE (1) DE602006013305D1 (es)
DK (1) DK1886368T3 (es)
ES (1) ES2343817T3 (es)
GB (2) GB0507756D0 (es)
WO (1) WO2006111704A1 (es)
ZA (1) ZA200708771B (es)

Families Citing this family (79)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9867530B2 (en) 2006-08-14 2018-01-16 Volcano Corporation Telescopic side port catheter device with imaging system and method for accessing side branch occlusions
US9596993B2 (en) 2007-07-12 2017-03-21 Volcano Corporation Automatic calibration systems and methods of use
EP2178442B1 (en) 2007-07-12 2017-09-06 Volcano Corporation Catheter for in vivo imaging
WO2009009802A1 (en) 2007-07-12 2009-01-15 Volcano Corporation Oct-ivus catheter for concurrent luminal imaging
US9598782B2 (en) * 2008-04-11 2017-03-21 Christopher M. McWhinney Membrane module
US8785023B2 (en) * 2008-07-07 2014-07-22 Enervault Corparation Cascade redox flow battery systems
US7820321B2 (en) * 2008-07-07 2010-10-26 Enervault Corporation Redox flow battery system for distributed energy storage
CN101667646B (zh) * 2008-09-03 2011-11-09 中国科学院大连化学物理研究所 一种氧化还原液流电池的电极框结构
GB201004650D0 (en) * 2010-03-19 2010-05-05 Renewable Energy Dynamics Trad Electrochemical cell stack
DK3257819T3 (da) * 2010-08-06 2020-01-13 De Nora Holdings Us Inc Elektrolytisk on-site generator
CN102034993A (zh) * 2010-11-19 2011-04-27 清华大学深圳研究生院 一种液流电池电极框架
US11141063B2 (en) 2010-12-23 2021-10-12 Philips Image Guided Therapy Corporation Integrated system architectures and methods of use
US11040140B2 (en) 2010-12-31 2021-06-22 Philips Image Guided Therapy Corporation Deep vein thrombosis therapeutic methods
US8916281B2 (en) 2011-03-29 2014-12-23 Enervault Corporation Rebalancing electrolytes in redox flow battery systems
US8980484B2 (en) 2011-03-29 2015-03-17 Enervault Corporation Monitoring electrolyte concentrations in redox flow battery systems
US9360630B2 (en) 2011-08-31 2016-06-07 Volcano Corporation Optical-electrical rotary joint and methods of use
WO2013051412A1 (ja) * 2011-10-04 2013-04-11 住友電気工業株式会社 セルフレーム、セルスタック、およびレドックスフロー電池
DE102012006642A1 (de) 2012-04-03 2013-10-10 Bozankaya BC&C Durchflussbatterie, elektrochemischer Energiewandler für eine Durchflussbatterie, Zellrahmen und Bipolarplatte sowie Kollektorplatte
KR101291752B1 (ko) 2012-09-11 2013-07-31 한국에너지기술연구원 내부 밀봉 구조를 갖는 일체형 복합전극셀 및 이를 포함하는 레독스 흐름전지
WO2014038764A1 (ko) * 2012-09-10 2014-03-13 한국에너지기술연구원 내부 밀봉 구조를 갖는 일체형 복합전극셀 및 이를 포함하는 레독스 흐름전지
US9286673B2 (en) 2012-10-05 2016-03-15 Volcano Corporation Systems for correcting distortions in a medical image and methods of use thereof
US10568586B2 (en) 2012-10-05 2020-02-25 Volcano Corporation Systems for indicating parameters in an imaging data set and methods of use
US11272845B2 (en) 2012-10-05 2022-03-15 Philips Image Guided Therapy Corporation System and method for instant and automatic border detection
US9307926B2 (en) 2012-10-05 2016-04-12 Volcano Corporation Automatic stent detection
US9292918B2 (en) 2012-10-05 2016-03-22 Volcano Corporation Methods and systems for transforming luminal images
US10070827B2 (en) 2012-10-05 2018-09-11 Volcano Corporation Automatic image playback
CA2887421A1 (en) 2012-10-05 2014-04-10 David Welford Systems and methods for amplifying light
US9324141B2 (en) 2012-10-05 2016-04-26 Volcano Corporation Removal of A-scan streaking artifact
US9367965B2 (en) 2012-10-05 2016-06-14 Volcano Corporation Systems and methods for generating images of tissue
US9858668B2 (en) 2012-10-05 2018-01-02 Volcano Corporation Guidewire artifact removal in images
US9840734B2 (en) 2012-10-22 2017-12-12 Raindance Technologies, Inc. Methods for analyzing DNA
CN102943281A (zh) * 2012-11-19 2013-02-27 扬州中电制氢设备有限公司 一种主极框
CA2894403A1 (en) 2012-12-13 2014-06-19 Volcano Corporation Devices, systems, and methods for targeted cannulation
US10942022B2 (en) 2012-12-20 2021-03-09 Philips Image Guided Therapy Corporation Manual calibration of imaging system
US10939826B2 (en) 2012-12-20 2021-03-09 Philips Image Guided Therapy Corporation Aspirating and removing biological material
JP2016506276A (ja) 2012-12-20 2016-03-03 ジェレミー スティガール, 血管内画像の位置の特定
WO2014099899A1 (en) 2012-12-20 2014-06-26 Jeremy Stigall Smooth transition catheters
WO2014107287A1 (en) 2012-12-20 2014-07-10 Kemp Nathaniel J Optical coherence tomography system that is reconfigurable between different imaging modes
US11406498B2 (en) 2012-12-20 2022-08-09 Philips Image Guided Therapy Corporation Implant delivery system and implants
CA2896006A1 (en) 2012-12-21 2014-06-26 David Welford Systems and methods for narrowing a wavelength emission of light
US10166003B2 (en) 2012-12-21 2019-01-01 Volcano Corporation Ultrasound imaging with variable line density
EP2936426B1 (en) 2012-12-21 2021-10-13 Jason Spencer System and method for graphical processing of medical data
US9486143B2 (en) 2012-12-21 2016-11-08 Volcano Corporation Intravascular forward imaging device
US10413317B2 (en) 2012-12-21 2019-09-17 Volcano Corporation System and method for catheter steering and operation
JP2016501623A (ja) 2012-12-21 2016-01-21 アンドリュー ハンコック, 画像信号のマルチ経路処理のためのシステムおよび方法
US10058284B2 (en) 2012-12-21 2018-08-28 Volcano Corporation Simultaneous imaging, monitoring, and therapy
WO2014100162A1 (en) 2012-12-21 2014-06-26 Kemp Nathaniel J Power-efficient optical buffering using optical switch
US9612105B2 (en) 2012-12-21 2017-04-04 Volcano Corporation Polarization sensitive optical coherence tomography system
WO2014100606A1 (en) 2012-12-21 2014-06-26 Meyer, Douglas Rotational ultrasound imaging catheter with extended catheter body telescope
AT513834B1 (de) * 2013-03-01 2014-08-15 Cellstrom Gmbh Elastomerer Endrahmen einer Redox-Durchflussbatterie
US10226597B2 (en) 2013-03-07 2019-03-12 Volcano Corporation Guidewire with centering mechanism
JP6243453B2 (ja) 2013-03-07 2017-12-06 ボルケーノ コーポレイション 血管内画像におけるマルチモーダルセグメンテーション
US20140276923A1 (en) 2013-03-12 2014-09-18 Volcano Corporation Vibrating catheter and methods of use
JP2016521138A (ja) 2013-03-12 2016-07-21 コリンズ,ドナ 冠動脈微小血管疾患を診断するためのシステム及び方法
US9301687B2 (en) 2013-03-13 2016-04-05 Volcano Corporation System and method for OCT depth calibration
JP6339170B2 (ja) 2013-03-13 2018-06-06 ジンヒョン パーク 回転式血管内超音波装置から画像を生成するためのシステム及び方法
US11026591B2 (en) 2013-03-13 2021-06-08 Philips Image Guided Therapy Corporation Intravascular pressure sensor calibration
US10292677B2 (en) 2013-03-14 2019-05-21 Volcano Corporation Endoluminal filter having enhanced echogenic properties
US10219887B2 (en) 2013-03-14 2019-03-05 Volcano Corporation Filters with echogenic characteristics
US10426590B2 (en) 2013-03-14 2019-10-01 Volcano Corporation Filters with echogenic characteristics
KR101488092B1 (ko) 2013-07-12 2015-01-29 오씨아이 주식회사 레독스 흐름 전지용 셀
CN103594721B (zh) * 2013-11-28 2015-04-29 湖南省银峰新能源有限公司 一种液流电池液流框及其形成的电堆
CN103647090B (zh) * 2013-12-06 2016-03-02 中国东方电气集团有限公司 液流框组件和液流电池
KR101377187B1 (ko) * 2014-01-02 2014-03-25 스탠다드에너지(주) 반응물질의 누설방지를 위한 저장 및 회수수단이 구비된 레독스 흐름전지 또는 연료전지
CN103811779A (zh) * 2014-03-13 2014-05-21 大连融科储能技术发展有限公司 液流电池用电极框、电堆及其电池系统
CN106575785B (zh) * 2014-11-06 2019-06-14 住友电气工业株式会社 电池电芯和氧化还原液流电池
US10790530B2 (en) 2014-11-06 2020-09-29 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Cell frame and redox flow battery
WO2016072191A1 (ja) * 2014-11-06 2016-05-12 住友電気工業株式会社 電池セル、およびレドックスフロー電池
KR101830079B1 (ko) * 2015-04-17 2018-02-20 한국에너지기술연구원 흐름식 에너지 저장장치 및 그에 사용되는 반응셀
KR101560202B1 (ko) * 2015-04-30 2015-10-14 스탠다드에너지(주) 레독스 흐름전지
GB201511695D0 (en) 2015-07-03 2015-08-19 Renewable Energy Dynamics Technology Ltd Improvements in redox flow batteries
JP2017022001A (ja) * 2015-07-10 2017-01-26 住友電気工業株式会社 セルスタック、及びレドックスフロー電池
CN105047978A (zh) * 2015-09-07 2015-11-11 上海久能能源科技发展有限公司 一种板腔式液流电池
GB201615097D0 (en) 2016-09-06 2016-10-19 Redt Ltd (Dublin Ireland) Improvements in redox flow batteries
WO2018066093A1 (ja) * 2016-10-05 2018-04-12 住友電気工業株式会社 セルスタック、およびレドックスフロー電池
CN109286052B (zh) * 2017-07-20 2020-06-19 北京好风光储能技术有限公司 一种多通道连通式锂液流电池反应器
CN108400366B (zh) * 2018-03-09 2024-02-20 上海电气(安徽)储能科技有限公司 密封结构及包含其的液流电池
CN112787012B (zh) * 2019-11-11 2022-05-27 北京好风光储能技术有限公司 一种电池架及其操作方法以及安装有该电池架的储能电站
CN111477911B (zh) * 2020-04-26 2021-08-17 浙江锋源氢能科技有限公司 燃料电池单电池、燃料电池电堆

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4339324A (en) * 1980-12-03 1982-07-13 Henes Products Corp. Polycell gas generator
GB9125597D0 (en) * 1991-12-02 1992-01-29 Ici Plc Process for production of a component part of a filter-press type structure
ATE232019T1 (de) * 1999-07-01 2003-02-15 Squirrel Holdings Ltd Durch membran getrennter bipolarer mehrzelliger elektrochemischer reaktor
JP2002237323A (ja) * 2001-02-09 2002-08-23 Sumitomo Electric Ind Ltd セルフレーム及びレドックスフロー電池

Also Published As

Publication number Publication date
WO2006111704A1 (en) 2006-10-26
CA2604784A1 (en) 2006-10-26
GB0719603D0 (en) 2007-11-14
ZA200708771B (en) 2010-11-24
US20100086829A1 (en) 2010-04-08
JP2008537290A (ja) 2008-09-11
DK1886368T3 (da) 2010-07-19
CA2604784C (en) 2013-03-19
GB2438575B (en) 2009-04-08
GB0507756D0 (en) 2005-05-25
GB2438575A (en) 2007-11-28
DE602006013305D1 (de) 2010-05-12
CN101160679A (zh) 2008-04-09
AU2006238731B2 (en) 2010-08-05
AU2006238731A1 (en) 2006-10-26
ATE463055T1 (de) 2010-04-15
EP1886368B1 (en) 2010-03-31
US8182940B2 (en) 2012-05-22
EP1886368A1 (en) 2008-02-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2343817T3 (es) Empilado de celdas electroquimicas con elementos de chasis.
ES2462615T3 (es) Un apilamiento de celdas electroquímicas
RU2419921C2 (ru) Пластины для распределения потоков текучей среды в топливных элементах
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
JP2007511664A (ja) 対称形分流板
JPH04274173A (ja) 燃料電池
JP2007213971A (ja) 固体高分子型燃料電池用セルおよびそれを用いた固体高分子型燃料電池
ES2969963T3 (es) Celdas de combustible de PEM con diseño de flujo de fluidos mejorado
JP3101464B2 (ja) 燃料電池
JP2008066264A (ja) 燃料電池スタック用金属セパレータの積層性向上構造
CN105556721A (zh) 燃料电池堆
JP3007814B2 (ja) 燃料電池
US20020081474A1 (en) Modular polymer electrolyte membrane unit fuel cell assembly and fuel cell stack
US20080050638A1 (en) Bipolar plate and fuel cell having stack of bipolar plates
JP6228984B2 (ja) 燃料電池
KR100725927B1 (ko) 연료전지 스택용 판 요소
EP2054965A1 (en) Bipolar separators with improved fluid distribution
JP2019160665A (ja) 燃料電池スタック及び燃料電池スタック用ダミーセル
JPH0613099A (ja) 燃料電池
KR102058504B1 (ko) 대면적형 레독스 흐름전지
JP6445391B2 (ja) 燃料電池スタック
JP7104008B2 (ja) 燃料電池スタック
KR102540508B1 (ko) 금속 공기 전지의 가스켓
JPH05307968A (ja) 内部マニフォールド式固体電解質型燃料電池
JP2020509551A5 (es)