ES2886749T3 - Pila de celdas electroquímicas de flujo redox con derivación reducida - Google Patents

Abstract

Pila (100) de varias celdas electroquímicas (1, 101), de manera que las celdas electroquímicas (1, 101) se apilan unas sobre otras según una dirección de apilamiento (D), comprendiendo la pila (100) al menos: - una primera celda electroquímica (1), - una segunda celda electroquímica (101), y - una placa intermedia (76), incluyendo cada celda (1, 101) un marco superior (10) que aloja un primer electrodo (20, 120) y un marco inferior (50) que aloja un segundo electrodo (30, 130), de manera que el primer electrodo (20, 120) y el segundo electrodo (30, 130) están separados entre sí por una membrana (40), el primer electrodo (20, 120) está en contacto con la membrana (40) por su cara inferior (21, 121) y el segundo electrodo (30, 130) está en contacto con la membrana (40) por su cara superior (33, 133), estando el segundo electrodo (30) de la primera celda electroquímica (1) y el primer electrodo (120) de la segunda celda electroquímica (101) separados por la placa intermedia (76), caracterizada porque la pila (100) incluye un marco intermedio (500) dispuesto en la periferia de la placa intermedia (76), estando el marco inferior (50) de la primera celda electroquímica (1) y el marco superior (10) de la segunda celda electroquímica (101) separados al menos en parte por el marco intermedio (500), de manera que el marco inferior (50) de la primera celda electroquímica (1) se sitúa frente al marco intermedio (500) por su cara inferior y el marco superior (10) de la segunda celda electroquímica (101) se sitúa frente al marco intermedio (500) por su cara superior, y porque el marco superior (10) y el marco inferior (50) de cada celda electroquímica (1, 101) están separados entre sí por la membrana (40), comprendiendo cada marco superior (10) o inferior (50) una parte proximal (14, 54) próxima a la membrana (40) y una parte distal (12, 52) distante de la membrana (40), comprendiendo cada marco superior (10) o inferior (50) un canal de alimentación (65, 66) de un fluido electroquímico y un canal de entrada (60, 61) de un fluido que alimenta una cara lateral del electrodo (20, 30), comprendiendo el canal de entrada (60, 61) un orificio de salida (62, 63) en la parte proximal (14, 54) que se abre en una cara lateral del electrodo (20, 30), comprendiendo cada marco superior (10) o inferior (50) un canal de evacuación (85, 86) de un fluido electroquímico y un canal de salida (80, 81) del fluido por una cara lateral del electrodo (20, 30), comprendiendo el canal de salida (80, 81) un orificio de entrada (82, 83) en la parte proximal (14, 54) que se abre en una cara lateral del electrodo (20, 30), de manera que al menos uno, y preferentemente el conjunto, entre el canal de entrada (60, 61) y el canal de salida (80, 81) comprende un orificio de entrada (64, 67), respectivamente de salida (84, 87), que se abre en el canal de alimentación (65, 66), respectivamente de evacuación (85, 86), en la parte distal (12, 52) del marco superior (10) o inferior (50).

Description

DESCRIPCIÓN

Pila de celdas electroquímicas de flujo redox con derivación reducida

Campo de la invención

[0001] La presente invención se refiere al campo de las celdas electroquímicas que comprenden electrodos separados de una membrana, en particular celdas electroquímicas de flujo redox. La presente invención se refiere en particular a una pila de celdas electroquímicas. La invención se refiere también a una batería de flujo redox, así como a un procedimiento de producción de corriente.

Técnica anterior

[0002] En el campo de la invención, una pila, o más comúnmente para el experto en la materia un «stack» (en inglés), designa una pila de celdas electroquímicas que comprende normalmente la pila de al menos dos electrodos de celda electroquímica en general mantenidos en compresión uno con el otro, y separados entre sí por una membrana permeable de intercambio de iones, de marcos que aseguran el alojamiento de los electrodos y la estanqueidad, la alimentación y la distribución de fluidos electroquímicos en la celda electroquímica. El stack comprende también dos placas colectoras que aseguran la alimentación y la captación de la corriente eléctrica.

[0003] Los marcos de la pila deben asegurar la estanqueidad del conjunto. Esta estanqueidad se obtiene clásicamente mediante juntas alojadas en alojamientos de marcos dedicados a este fin. Los marcos aseguran también la alimentación de fluidos de las celdas con la ayuda de canales. Esta alimentación de flujo electroquímico debe ser lo más homogénea posible con el fin de asegurar una homogeneidad plana de funcionamiento lo mayor posible.

[0004] En general, las celdas electroquímicas que comprenden una membrana de intercambio de iones están separadas de manera estanca en dos zonas, una que constituye un compartimento de ánodo y la otra un compartimento de cátodo, separadas por la membrana de intercambio de iones. La estanqueidad interna de la celda electroquímica es un reto esencial para el buen funcionamiento de la celda.

[0005] Un stack presenta en general un flujo de fluidos electroquímicos en paralelo y una pila eléctrica de celdas electroquímicas en serie. Para las celdas conectadas en serie puede aparecer un fenómeno de corriente de derivación entre las celdas debido a la presencia de electrolitos altamente conductores en los fluidos electroquímicos. Así, la corriente circulará a lo largo de las corrientes de fluidos y no a través de las celdas electroquímicas, lo que provoca una pérdida de eficacia.

[0006] Además, los electrolitos pueden entrar en contacto y conllevar la corrosión de los componentes del stack, en especial de las placas de grafito dispuestas entre los diferentes electrodos del stack.

[0007] Para evitar la corrosión de las placas de grafito, la solicitud FR 3059469 de Kemwatt propone aislar eléctricamente las zonas conductoras en contacto con los electrolitos y que se encuentran fuera de la superficie activa, en particular mediante la adición de una película aislante o de un revestimiento no conductor sobre las placas.

[0008] Sin embargo, así se añade un sobrecoste durante la producción de la celda. Además, las celdas electroquímicas pueden funcionar durante tiempos muy extendidos, de manera que una batería puede tener más de 10.000 ciclos de carga/descargas en una veintena de años. Los electrolitos pueden migrar entre la película aislante y la placa de grafito, como consecuencia de una degradación del adhesivo o del desgaste de la película, y corroer las placas en grafito, conduciendo a fugas de fluidos electroquímicos y a posibles mezclas de los electrolitos. Además, la presencia de un defecto en la película o su deficiente colocación genera un riesgo de corrosión muy importante.

[0009] La solicitud FR 3059469 de Kemwatt propone también proteger las placas de grafito de la corrosión envolviéndolas en los marcos de plástico. Para ello se llevan a cabo refrentados en los marcos plástico de distribución y las placas de grafito se disponen en el interior de estos refrentados para limitar las zonas potencialmente en contacto con los electrolitos. Sin embargo, estos refrentados presentan un espesor muy reducido, normalmente del orden de varias centésimas de micrómetros a varios milímetros, y por tanto su realización es compleja. Para ello se necesitan especialmente precisiones de mecanizado elevadas, que pueden conllevar sobrecostes importantes. Además, el riesgo de fugas es elevado si no se respetan las tolerancias. De hecho, para los materiales plásticos es difícil tener tolerancias bajas, normalmente inferiores a aproximadamente 100 micrómetros, debido a la dilatación del plástico por el calor durante el mecanizado. Ahora bien, dada la finura de las celdas de los stacks, las juntas de las celdas tienen tan solo de 1 a varios milímetros de espesor, lo que representa compresiones de varias centenas de micrómetros. Los defectos de mecanizado del refrentado pueden acumularse con el mecanizado de los surcos de juntas y dar lugar a dificultades para la estanqueidad de las celdas.

Objetivos de la invención

[0010] La presente invención tiene por objeto suministrar una celda electroquímica que permita reducir las corrientes de derivación, en particular en celdas electroquímicas montadas de manera fluida en paralelo.

[0011] La presente invención tiene por objeto suministrar una celda electroquímica que asegure una buena estanqueidad, en particular en la membrana de intercambio de iones. Esta estanqueidad es crucial de hecho para el funcionamiento de una batería electroquímica ya que una fuga interna provocaría una mezcla de los electrolitos y una pérdida rápida e irreversible de su capacidad. La presente invención tiene por objeto evitar estos inconvenientes.

[0012] La presente invención tiene también por objeto suministrar una celda electroquímica sencilla de montar y/o desmontar, y que presente un buen tiempo de funcionamiento.

[0013] La presente invención tiene también por objeto limitar los costes de producción de una pila o stack de celdas electroquímicas, en particular en el campo de las celdas electroquímicas de flujo redox.

[0014] La complejidad de estos problemas técnicos está relacionada en particular con el hecho de ser capaz de resolverlos todos en conjunto, lo cual se propone resolver la presente invención.

[0015] La presente invención tiene por objeto resolver el conjunto de estos problemas técnicos de manera fiable, industrial y a bajo coste.

Descripción de la invención

[0016] Para resolver los problemas técnicos, la invención se refiere a una pila de varias celdas electroquímicas según la reivindicación 1.

[0017] La pila según la invención puede comprender una o varias de las características de las reivindicaciones 2 a 8, tomadas de forma aislada o según cualquier combinación técnicamente posible.

[0018] La invención se refiere también a una batería de flujo redox según la reivindicación 9.

[0019] La invención se refiere también a un procedimiento de producción de electricidad según la reivindicación 10.

[0020] La invención se entenderá mejor con la lectura de la descripción que se ofrece a continuación, proporcionada únicamente a modo de ejemplo, y hecha en referencia a los dibujos adjuntos en los que:

- la figura 1 representa un esquema de una sección longitudinal de una pila según una realización de la presente invención;

- la figura 2 representa un esquema de una sección longitudinal de la pila según una realización de la invención, en un canal de alimentación y de un canal de evacuación del primer electrodo;

- la figura 3 representa un esquema de una sección longitudinal de la pila según una realización de la invención, en un canal de alimentación y de un canal de evacuación del segundo electrodo;

- la figura 4 representa un esquema de una vista superior de un marco en el lado de la parte distal del marco según una realización particular de la invención;

- la figura 5 representa un esquema de una vista inferior de un marco en el lado de la parte proximal del marco, según una realización particular de la invención;

- la figura 6 representa un esquema de una parte de la figura 1 ampliada en el canal de alimentación;

- la figura 7 representa un esquema de una sección longitudinal de una pila según la técnica anterior.

[0021] En la presente invención se hace referencia independientemente a los diferentes elementos por su número de referencia en las figuras, sin ninguna limitación del alcance de la invención. Las referencias a un elemento con varios números de referencia significan que la descripción se aplica generalmente al elemento que lleva el signo al cual se hace referencia. Así, por ejemplo, una referencia al electrodo 20, 30 significa que la descripción se aplica en general e independientemente al electrodo 20 y al electrodo 30.

[0022] En la figura 1 se representa esquemáticamente una pila 100 de varias celdas electroquímicas 1, 101 según la invención.

[0023] La pila 100 incluye una primera celda electroquímica 1, una segunda celda electroquímica 101, una placa intermedia 76 y un marco intermedio 500.

[0024] Preferentemente, la pila 100 incluye una multitud de primeras celdas electroquímicas 1, segundas celdas electroquímicas 101, placas intermedias 76 y marcos intermedios 500.

[0025] Las celdas electroquímicas 1, 101 se apilan unas sobre otras según una dirección de apilamiento D. La pila 100 presenta un eje central A paralelo a la dirección de apilamiento D y que atraviesa las celdas electroquímicas 1, 101 sustancialmente en su centro.

[0026] La pila 100 incluye preferentemente entre dos y cien celdas electroquímicas 1, 101, preferentemente entre cuarenta y sesenta celdas electroquímicas 1, 101. En la figura 1, de modo puramente ilustrativo, la pila 100 incluye dos celdas electroquímicas 1, 101.

Celda electroquímica

Marcos

[0027] Cada celda electroquímica 1, 101 comprende un marco superior 10 que aloja un primer electrodo 20 y un marco inferior 50 que aloja un segundo electrodo 30. El primer electrodo 20 y el segundo electrodo 30 están separados por una membrana 40, según se describirá más adelante.

[0028] Según una realización, el marco superior 10 y el marco inferior 50 son simétricos e intercambiables. Así un mismo y único marco puede formar a la vez el marco superior 10 y el marco inferior 50 por simple inversión.

[0029] En general, los marcos 10, 50 son de polímero termoplástico, como, por ejemplo, de polipropileno (comúnmente designado por el acrónimo PP). El marco está generalmente moldeado o mecanizado y puede estar también impreso, por ejemplo, por impresión tridimensional.

[0030] Al menos uno de los marcos 10, 50 está hecho preferentemente de un material que comprende pigmentos. Preferentemente, al menos uno de los marcos 10, 50 está hecho de un material de color negro.

[0031] En las figuras 2 y 3, cada marco 10, 50 comprende varios canales de alimentación 65, 66 y de evacuación 85, 86 de fluidos electroquímicos. Estos canales son conocidos en la técnica anterior y sirven, por ejemplo, para alimentar con diferentes fluidos electroquímicos los electrodos de una celda electroquímica 1, 101.

[0032] El primer canal de alimentación 65 está destinado a alimentar con un primer fluido electroquímico el primer electrodo 20. El primer canal de evacuación 85 está destinado a evacuar el primer fluido electroquímico del primer electrodo 20. El primer canal de evacuación 85 está dispuesto en general de manera opuesta al primer canal de alimentación 65 con respecto al eje central A de la pila 100, es decir, que es sustancialmente simétrico al primer canal de alimentación 65 por rotación de un ángulo de 180° alrededor del eje central A.

[0033] El segundo canal de alimentación 66 está destinado a alimentar con un segundo fluido electroquímico el segundo electrodo 30. El segundo canal de evacuación 86 está destinado a evacuar el segundo fluido electroquímico del segundo electrodo 30. El segundo canal de evacuación 86 está dispuesto en general de manera opuesta al segundo canal de alimentación 66 con respecto al eje central A de la pila 100, es decir, que es sustancialmente simétrico al segundo canal de alimentación 66 por rotación de un ángulo de 180° alrededor del eje central A.

[0034] El marco superior 10 comprende en general al menos un primer agujero pasante 16, un segundo agujero pasante 17, un tercer agujero pasante 18 y un cuarto agujero pasante 19.

[0035] El marco inferior 50 comprende en general al menos un primer agujero pasante 56, un segundo agujero pasante 57, un tercer agujero pasante 58 y un cuarto agujero pasante 59.

[0036] Cada primer agujero pasante 16, 56 es preferentemente transversal, perpendicular a la mayor dimensión del marco 10, 50 respectivo, y forma parte del primer canal de alimentación 65 del primer fluido electroquímico.

[0037] Cada segundo agujero pasante 17, 57 es preferentemente transversal, perpendicular a la mayor dimensión del marco 10, 50 respectivo, y forma parte del primer canal de evacuación 85 del primer fluido electroquímico.

[0038] Cada tercer agujero pasante 18, 58 es preferentemente transversal, perpendicular a la mayor dimensión del marco 10, 50 respectivo, y forma parte del segundo canal de alimentación 66 del segundo fluido electroquímico.

[0039] Cada cuarto agujero pasante 19, 59 es preferentemente transversal, perpendicular a la mayor dimensión del marco 10, 50 respectivo, y forma parte del segundo canal de evacuación 86 del segundo fluido electroquímico [0040] Según la invención, el marco superior 10 comprende una parte distal 12 de la membrana 40 y una parte proximal 14 de la membrana 40.

[0041] El marco superior 10 comprende un canal de entrada 60 del primer fluido que alimenta una cara lateral del primer electrodo 20, comprendiendo el canal de entrada 60 un orificio de salida 62 en la parte proximal 14 del marco superior 10 que se abre en una cara lateral del primer electrodo 20. El canal de entrada 60 del primer fluido está normalmente en comunicación fluida con el canal de alimentación 65 para permitir la alimentación con el primer fluido electroquímico del primer electrodo 20.

[0042] El marco superior 10 comprende también un canal de salida 80 del primer fluido por una cara lateral del primer electrodo 20, comprendiendo el canal de salida 80 un orificio de entrada 82 en la parte proximal 14 que se abre en una cara lateral del primer electrodo 20. El canal de salida 80 del primer fluido está normalmente en comunicación fluida con el canal de evacuación 85 para permitir la evacuación del primer fluido electroquímico del primer electrodo 20.

[0043] El marco inferior 50 comprende una parte distal 52 de la membrana 40 y una parte proximal 54 de la membrana 40.

[0044] El marco inferior 50 comprende un canal de entrada 61 del segundo fluido que alimenta una cara lateral del segundo electrodo 30, comprendiendo el canal de entrada 61 un orificio de salida 63 en la parte proximal 54 del marco inferior 50 que se abre en una cara lateral del segundo electrodo 30. El canal de entrada 61 del segundo fluido está normalmente en comunicación fluida con el segundo canal de alimentación 66 para permitir la alimentación con el segundo fluido electroquímico del segundo electrodo 30.

[0045] El marco inferior 50 comprende un canal de salida 81 del segundo fluido por una cara lateral del segundo electrodo 30, comprendiendo el canal de salida 81 un orificio de entrada 83 en la parte proximal 54 que se abre en una cara lateral del segundo electrodo 30. El canal de salida 81 del segundo fluido está normalmente en comunicación fluida con el segundo canal de evacuación 86 para permitir la evacuación del segundo fluido electroquímico del segundo electrodo 30.

[0046] Al menos uno, y preferentemente el conjunto, entre el canal de entrada 60 y el canal de salida 80 del marco superior 10 y el canal de entrada 61 y el canal de salida 81 del marco inferior 50, comprende un orificio de entrada 64, 67, respectivamente de salida 84, 87, que se abre en el canal de alimentación 65, 66, respectivamente de evacuación 85, 86, en la parte distal 12, 52 del marco 10, 50. Ventajosamente, el orificio 64, 67 en la parte distal 12, 52 se abre en el canal de alimentación 65, 66, constituyendo un orificio de entrada de alimentación del fluido del canal 60, 61, y el orificio 84, 87 en la parte distal 12, 52 se abre en el canal de evacuación 85, 86, constituyendo un orificio de salida de evacuación del fluido del canal 80, 81.

[0047] Ventajosamente, los canales de entrada 60, 61 y de salida 80, 81 tienen una longitud que asegura una resistencia eléctrica suficiente para limitar las corrientes de derivación. Los canales de entrada 60, 61 y de salida 80, 81 no deben ser demasiado largos como para que la pérdida de carga sea demasiado importante. El experto en la materia busca así un compromiso a este respecto. A modo de ejemplo, los canales de entrada 60, 61 y de salida 80, 81 tienen una longitud del orden de 1 a 500 milímetros.

[0048] Según una realización, el marco superior 10 y el marco inferior 50 se mantienen solidariamente en contacto.

[0049] Según una variante particular, el marco superior 10 y el marco inferior 50 se mantienen solidariamente en contacto por adhesión o soldadura. Por ejemplo, se puede termosellar la cara inferior del marco superior 10 con la cara superior del marco inferior 50. Para termosellar los marcos 10, 50, se puede usar una película de polímero (por ejemplo, poli(tereftalato de etileno) (PET), poli(naftalato de etileno) (PEN), Mylar®...). Un termosellado permite confinar ventajosamente el canal de derivación cuando se abre en la parte proximal en un marco opuesto y así añadir una resistencia eléctrica suplementaria al canal de derivación.

[0050] Por «marco opuesto» se entiende el marco inferior 50 en referencia al marco superior 10 y el marco superior 10 en referencia al marco inferior 50.

[0051] Los marcos 10, 50 incluyen varios alojamientos en los cuales se disponen juntas. La disposición de las juntas se describirá con mayor amplitud más adelante

Electrodos

[0052] Normalmente, el electrodo 20, 30 es un electrodo poroso. Dicho electrodo está destinado a recibir un fluido electroquímico en su porosidad.

[0053] Según una variante, el electrodo 20, 30 poroso es un electrodo poroso de carbono, normalmente constituido por un fieltro de carbono con fieltro de grafito. Dichos electrodos se conocen en el campo de las celdas electroquímicas de flujo redox. Normalmente dicho electrodo de un fieltro de grafito presenta un espesor de 3 mm a 12 mm cuando no está comprimido y de 2 mm a 6 mm cuando está comprimido, con lo que se asegura un buen contacto eléctrico con una placa colectora de corriente.

[0054] Ventajosamente, el primer electrodo 20 está destinado a recibir un primer fluido electroquímico y el segundo electrodo 30 está destinado a recibir un segundo fluido electroquímico. El primer y el segundo fluido electroquímico pueden ser idénticos o diferentes.

[0055] Según una variante, el primer electrodo 20 y el segundo electrodo 30 presentan un espesor sustancialmente idéntico o similar.

[0056] Según una variante, el primer electrodo 20 presenta una anchura y/o una longitud sustancialmente idénticas o similares a la anchura y/o la longitud, respectivamente, del segundo electrodo 30.

[0057] Según una variante, el primer electrodo 20 presenta una superficie sustancialmente idéntica o similar a la superficie del segundo electrodo 30.

[0058] Normalmente, el primer electrodo 20 está en contacto con el marco superior 10 por sus bordes exteriores, de manera que se coloca borde con borde en el alojamiento 13 del marco superior 10.

[0059] Ventajosamente, el primer electrodo 20 está en contacto con el orificio 62 de salida del canal 60 de alimentación y el orificio 82 de entrada del canal 80 de evacuación.

[0060] Normalmente, el segundo electrodo 30 está en contacto con el marco inferior 50 por sus bordes exteriores, de manera que se coloca borde con borde en el alojamiento 53 del marco inferior 50.

[0061] Ventajosamente, el segundo electrodo 30 está en contacto con el orificio 63 de salida del canal 61 de alimentación y el orificio 83 de entrada del canal 81 de evacuación.

[0062] Más en concreto, el orificio 62, 63 en la parte proximal 14, 54 del marco 10, 50 se abre en una parte proximal 24, 34 de la cara lateral del electrodo 20, 30 y constituye un orificio de salida de alimentación del fluido del canal 60, 61. El orificio 82, 83 en la parte proximal 14, 54 del marco 10, 50 se abre en una parte proximal 24, 34 de la cara lateral del electrodo 20, 30 y constituye un orificio de entrada de evacuación del fluido del canal 80, 81.

Membrana

[0063] El primer electrodo 20 y el segundo electrodo 30 están separados entre sí por una membrana 40, de manera que el primer electrodo 20 está frente a la membrana 40 por su cara inferior y el segundo electrodo 30 está frente a la membrana 40 por su cara superior.

[0064] El contacto del electrodo 20, 30 con la membrana 40 puede ser directo o indirecto. Así, según una realización, el electrodo 20, 30 está en contacto con la membrana 40 sin elemento intermedio. Según otra realización, el electrodo 20, 30 está en contacto indirecto con la membrana 40, separado por un elemento intermedio, por ejemplo, una película periférica dispuesta en las caras de la membrana 40.

[0065] Normalmente, el primer electrodo 20 está en contacto directo con la membrana 40 y el segundo electrodo 30 está en contacto directo con la membrana 40. Así, normalmente la membrana 40 presenta una superficie superior 43 y una superficie inferior 41, estando la superficie superior 43 en contacto con el primer electrodo 20 y estando la superficie inferior 41 en contacto con el segundo electrodo 30.

[0066] Por ejemplo, la membrana 40 es una membrana permeable de intercambio de iones. Por ejemplo, la membrana 40 es una membrana de intercambio de iones (o membrana intercambiadora de iones) que comprende un polímero orgánico, y preferentemente un polímero orgánico de halógeno, y más preferentemente un polímero fluorado. Dichos polímeros preferidos son conocidos y están disponibles en el mercado como, por ejemplo, el Nafion®.

[0067] Según una realización, el primer electrodo 20, el segundo electrodo 30 y la membrana 40 se mantienen en contacto por presión. El contacto por presión es un contacto en al menos una parte de los electrodos 20, 30.

[0068] Ventajosamente, la membrana 40 presenta un área superior al área del primer electrodo 20 y del segundo electrodo 30, de manera que el área de la membrana 40 no tiene en cuenta la porosidad de la membrana 40.

[0069] Según una realización, la membrana 40 está dispuesta en contacto con el marco 10, 50. La membrana 40 está confinada ventajosamente entre los dos marcos 10, 50.

[0070] Al menos una de las caras 43, 41 de la membrana 40 forma una pared del canal de entrada 60, 61 o del canal de salida 80, 81.

[0071] Por ejemplo, en las figuras 1 y 3, la superficie superior 43 de la membrana 40 forma una parte de la pared inferior del canal de entrada 60 y del canal de salida 80 del primer electrodo 20. La superficie inferior 41 de la membrana 40 forma una parte de la pared superior del canal de entrada 61 y del canal de salida 81 del segundo electrodo 30.

[0072] El o los canales de entrada 60, 61 o de salida 80, 81 que se abren en la membrana 40 en la superficie superior 43, respectivamente inferior 41, no se encuentran enfrente de un canal 60, 61, 80, 81 que se abre en la membrana 40 en la cara inferior 41, respectivamente superior 43. Así, dos canales 60 y 61 o 80 y 81 no se encuentran enfrente uno del otro a una y otra parte de la membrana 40. La membrana 40 siempre está en contacto en al menos una de sus caras 41, 43 con material, normalmente con un marco 10, 50. Por tanto, la membrana 40 está soportada en toda su superficie.

[0073] El fluido electroquímico se envía así en el marco 10, 50 por la parte distal 12, 52, y después atraviesa el marco 10, 50 en la parte proximal 14, 54 para alimentar el electrodo 20, 30. Según una variante, el fluido electroquímico que circula en la parte proximal 14, 54 está al menos en parte o totalmente en contacto con los dos marcos 10, 50. Según una variante, el fluido electroquímico que circula en la parte distal 12 , 52 está al menos en parte o totalmente en contacto con el marco y el marco intermedio 500.

Marcos intermedios

[0074] La pila 100 incluye un marco intermedio 500 dispuesto en la periferia de una placa intermedia 76 y que aloja dicha placa intermedia 76. El marco inferior 50 de la primera celda electroquímica 1 y el marco superior 10 de la segunda celda electroquímica 101 están separados al menos en parte por el marco intermedio 500.

[0075] El marco inferior 50 de la primera celda electroquímica 1 está frente al marco intermedio 500 por su cara inferior y el marco superior 10 de la segunda celda electroquímica 101 está frente al marco intermedio 500 por su cara superior.

[0076] El marco intermedio 500 comprende una cara superior 503 y una cara inferior 501. Al menos una de las caras 503, 501 del marco intermedio 500 forma una pared del canal de entrada 60, 61 o del canal de salida 80, 81.

[0077] En la figura 1, la cara inferior 501 del marco intermedio 500 forma la pared superior del canal de entrada 60 y del canal de salida 80 del marco superior 10 de la segunda celda electroquímica 101. La cara superior 503 del marco intermedio 500 forma la pared inferior del canal de entrada 61 y del canal de salida 81 del marco inferior 50.

[0078] Según el estado de la técnica, como se observa en la figura 7, la placa intermedia con película forma una pared del canal de entrada o del canal de salida. Una degradación y/o un despegue de la película de plástico conlleva entonces la puesta en contacto del fluido electroquímico con la placa intermedia y, por tanto, su corrosión. Además, debido a la imposibilidad de proteger el borde de la placa, es necesario alimentar el electrodo en su parte proximal.

[0079] En general, el marco intermedio 500 es de polímero termoplástico, como, por ejemplo, de polipropileno (PP). Preferentemente, el marco intermedio 500 está hecho del mismo material que el marco superior 10 y/o el marco inferior 50. El marco intermedio 500 se obtiene generalmente por corte mediante chorro de agua y láser de una placa de espesor E. Como variante, el marco intermedio 500 está moldeado.

[0080] El marco intermedio 500 está hecho preferentemente de material carente de pigmento, ventajosamente de material transparente a la radiación láser.

[0081] El marco intermedio 500 presenta un espesor E sustancialmente igual al espesor E' de la placa intermedia 76. Los espesores E, E' se miden según una dirección paralela a la dirección de apilamiento D. Por ejemplo, el espesor E del marco intermedio está comprendido entre 0,5 mm y 2,0 mm. Es fácil adaptar el espesor E del marco intermedio 500 en función del espesor E' de la placa intermedia 76.

[0082] El marco intermedio 500 se dispone con respecto a los marcos superior 10 e inferior 50 por medio de tacos colocados en las esquinas.

[0083] Según una variante ventajosa, el marco intermedio 500 se mantiene solidariamente en contacto con el marco inferior 50 de la primera celda electroquímica 1 y el marco superior 10 de la segunda celda electroquímica 101 por soldadura de plástico, normalmente por soldadura con láser. La absorción de la radiación láser se facilita cuando el marco intermedio 500 es de material transparente y el marco 10, 50 de material coloreado, normalmente negro. La soldadura permite suprimir las juntas y obtener una estanqueidad fiable.

Placas intermedias

[0084] La placa intermedia 76 está dispuesta entre la primera celda electroquímica 1 y la segunda celda electroquímica 101.

[0085] La placa intermedia 76 presenta una cara superior 376 y una cara inferior 176.

[0086] La superficie inferior 31 del segundo electrodo 30 de una primera celda electroquímica 1 está en contacto con la superficie superior 376 de la placa intermedia 76, que forma un electrodo reactivo (en el que tiene lugar la reacción electroquímica).

[0087] La superficie superior 123 del primer electrodo 120 de la segunda celda electroquímica 101 está en contacto con la superficie inferior 176 de la placa intermedia 76.

[0088] Preferentemente, la placa intermedia 76 presenta una anchura y/o una longitud superior o igual a la anchura y/o la longitud del electrodo 20, 30. Según una variante, la placa intermedia 76 presenta una superficie sustancialmente superior o igual a la superficie del electrodo 20, 30.

[0089] Según una realización ventajosa, la placa intermedia 76 presenta una superficie de área comprendida entre el 110% y el 130% del área del electrodo 20, 30. La placa intermedia 76 sobresale muy poco del electrodo 20, 30 y está así casi limitada a la zona reactiva. Según una realización, la superficie de contacto entre la placa intermedia 76 y los marcos inferior 50 y superior 10 es justo la suficiente para mantener la placa intermedia 76 solidariamente entre los dos marcos inferior 50 y superior 10 y asegurar la estanqueidad al fluido electroquímico contenido de cada electrodo 30, 120 en contacto con la placa intermedia 76.

[0090] Normalmente, la placa intermedia 76 está en parte en contacto con el marco superior 10 de la segunda celda electroquímica 101 por su cara inferior 176 y con el marco inferior 50 de la primera celda electroquímica 1 por su cara superior 376. La placa intermedia 76 se coloca borde con borde en el alojamiento del marco intermedio 500. Ventajosamente, la placa intermedia 76 se coloca de manera que existe una distancia suficiente, por ejemplo, comprendida entre 1 mm y 4 mm, entre los bordes exteriores de la placa intermedia 76 y los bordes del alojamiento del marco intermedio 500, para que la placa intermedia 76 no se superponga sobre el marco intermedio 500.

[0091] Normalmente, la placa intermedia 76 está constituida por o comprende un elemento conductor, como, por ejemplo, un elemento metálico, normalmente cobre, opcionalmente en forma de aleación y/o provista de un revestimiento, y/o un grafito o un material compuesto que comprende grafito. Ventajosamente, la placa intermedia 76 está hecha de un material compuesto de grafito.

[0092] La placa intermedia 76 es ventajosamente una placa colectora bipolar.

[0093] Ventajosamente, la placa intermedia 76 carece de película plástica.

[0094] En referencia en particular a las figuras 4 y 5, el canal de alimentación 65, 66 y/o el canal de evacuación 85, 86 comprenden un canal de derivación de entrada 610, respectivamente de salida 650, que forma una desviación en la parte distal 12, 52 de los marcos 10, 50 que permite llevar el orificio de entrada y/o de salida, respectivamente, preferentemente hacia el otro extremo de la cara lateral de los electrodos 20, 30 y abrirse en la parte proximal 14, 54 de los marcos 10, 50 en una cámara de alimentación 710, respectivamente de evacuación 750.

[0095] La cámara de alimentación 710, respectivamente de evacuación 750 incluye una multitud de canales de entrada y/o de salida en orificios 612, 652 respectivos, de manera que distribuyen de la forma más homogénea el fluido que alimenta la cara lateral de los electrodos 20, 30, en su parte proximal 24, 34. Dichas alimentaciones presentan ventajosamente una forma denominada en rastrillo.

[0096] La longitud y la sección del canal de derivación 610, 650 dependen de la conductividad de los fluidos electroquímicos y de la pila 100 de las celdas 1, 101 (y por tanto de la tensión del stack). Cuanto más importante es la pila 100, más intensas son las corrientes de derivación, y por tanto más debe aumentarse la resistencia eléctrica entre celdas 1, 101. Es decir, el canal de derivación 610, 650 debe ser más largo y/o la sección del canal 610, 650 debe ser más pequeña. La contrapartida es un aumento de la pérdida de carga del stack. Por tanto, debe encontrarse un compromiso entre minimizar las corrientes de derivación y minimizar el consumo de las bombas. Debe encontrarse un compromiso también entre en el número máximo de celdas 1, 101 para el apilamiento.

[0097] Se prefiere que la longitud del canal en la parte distal 12, 52 sea lo más larga posible, ya que participa directamente en aumentar la resistencia eléctrica entre celdas y por tanto aumenta la derivación, y la de la parte proximal 14, 54 sea lo más corta posible ya que participa poco en la derivación debido a la baja anchura acumulada de los canales. Normalmente, el canal de derivación 610, 650 mide entre 100 y 500 mm.

[0098] Ventajosamente, el canal de derivación 610, 650 presenta una sección transversal reducida, normalmente comprendida entre 5 mm2 y 15 mm2.

[0099] Según una realización ventajosa representada en la figura 4, el conjunto formado por el primer canal de alimentación 65, el canal de derivación de entrada 610 y la primera cámara de alimentación 710 está dispuesto de manera opuesta al conjunto formado por el primer canal de evacuación 85, el canal de derivación de salida 650 y la primera cámara de evacuación 750 con respecto al eje central A de la pila 100, es decir, es sustancialmente la imagen del conjunto formado por el primer canal de evacuación 85 y el canal de derivación de salida 620 mediante rotación de un ángulo de 180° alrededor del eje central A.

[0100] Asimismo, preferentemente, el conjunto formado por el segundo canal de alimentación 66 y el canal de derivación de entrada correspondiente (no representado) está dispuesto de manera opuesta al conjunto formado por el segundo canal de evacuación 86 y el canal de derivación de salida correspondiente (no representado) con respecto al eje central A de la pila 100, es decir, es sustancialmente la imagen del conjunto formado por el segundo canal de evacuación 86 y el canal de derivación de salida correspondiente mediante rotación de un ángulo de 180° alrededor del eje central A.

[0101] Gracias a esta configuración, el fluido electroquímico recorre sustancialmente la misma distancia entre el orificio de entrada 64, 67 y el orificio de salida 84, 87 con independencia del canal de entrada que se tome.

[0102] Al menos una de las caras 501, 503 del marco intermedio 500 forma una pared del canal de derivación 610, 650.

[0103] Ventajosamente, la pila de los marcos 10, 50, 500 forma un canal.

[0104] De manera preferida, la pila de las celdas electroquímicas 1, 101, y en particular la pila de los primeros agujeros de alimentación 16, 56 y de los segundos agujeros de evacuación 17, 57 forma respectivamente un primer canal de alimentación 65 de un primer fluido electroquímico y un primer canal de evacuación 85 de un primer fluido electroquímico, estando dicho primer fluido electroquímico contenido en el primer electrodo 20. De manera preferida, la pila 100 de las celdas electroquímicas 1, 101, y en particular la pila de los terceros agujeros de alimentación 18, 58 y de los cuartos agujeros de evacuación 19, 59 forma respectivamente un segundo canal de alimentación 66 de un segundo fluido electroquímico y un segundo canal de evacuación 86 de un segundo fluido electroquímico, estando dicho segundo fluido electroquímico contenido en el segundo electrodo 30.

[0105] Los canales de alimentación 65, 66 y los canales de evacuación 85, 86 pueden estar cada uno independientemente en comunicación fluida con depósitos de almacenamiento o de recarga respectivamente de un primer fluido electroquímico que contiene, por ejemplo, uno o varios electrolitos y de un segundo fluido electroquímico que contiene, por ejemplo, uno o varios electrolitos, pudiendo los fluidos electroquímicos primero y segundo contener especies químicas, y en particular electrolitos, idénticas o diferentes.

Extremos

[0106] Según una realización, la superficie superior 23 del primer electrodo 20 de una primera celda electroquímica 1 está en contacto con la superficie inferior 175 de una placa intermedia superior 75, para formar el electrodo reactivo (en el que tiene lugar la reacción electroquímica).

[0107] La superficie superior 375 de la placa intermedia superior 75 está en contacto con la superficie inferior 171 de una placa colectora superior 70 de corriente eléctrica.

[0108] La superficie inferior 131 del segundo electrodo 130 de una segunda celda electroquímica 101 está en contacto con la superficie superior 378 de una placa intermedia inferior 78, para formar el electrodo reactivo (en el que tiene lugar la reacción electroquímica).

[0109] La superficie inferior 178 de la placa inferior 78 está en contacto con la superficie superior 363 de una placa colectora inferior 71 de corriente eléctrica.

[0110] Normalmente, las placas colectoras 70, 71 de corriente están constituidas por o comprenden un elemento conductor, como, por ejemplo, un elemento metálico, opcionalmente en forma de aleación, y/o un grafito o un material compuesto que comprende grafito. En general, se trata de un elemento buen conductor, normalmente cobre.

[0111] La pila 100 incluye ventajosamente también un marco de alimentación 510 y un marco de cierre 550.

[0112] Según una realización, el marco de alimentación 510 presenta un espesor sustancialmente igual a la suma del espesor de la placa intermedia superior 75 y del espesor de la placa colectora superior 70, con los espesores medidos según una dirección paralela a la dirección de apilamiento D.

[0113] Según una realización, el marco de alimentación 510 presenta una primera abertura de alimentación 565, respectivamente de evacuación 585, que se abre en el primer canal de alimentación 65, respectivamente de evacuación 85, y una segunda abertura de alimentación, respectivamente de evacuación (no representadas) que se abre en el segundo canal de alimentación 66, respectivamente de evacuación 86.

[0114] Según una realización, el marco de cierre 550 presenta un espesor sustancialmente igual a la suma del espesor de la placa intermedia inferior y del espesor de la placa colectora inferior 71, con los espesores medidos según una dirección paralela a la dirección de apilamiento D.

[0115] Según una realización, el marco de cierre 550 carece de orificio que se abra en el canal de alimentación 65, 66 o el canal de evacuación 85, 86. Así, el marco de cierre 550 contiene los canales fluidos 65, 66, 85, 86 del stack.

Disposición de las juntas

[0116] A continuación se describirá la disposición de las juntas de estanqueidad de la pila 100.

[0117] La estanqueidad de la pila 100 se asegura mediante juntas cuyos surcos se conforman en los marcos o por una soldadura de plástico-plástico.

[0118] Las figuras 1 y 6 representan de modo ilustrativo una disposición particular de las juntas de estanqueidad.

[0119] Ventajosamente, el marco superior 10 comprende un alojamiento de una junta de estanqueidad 15 y el marco inferior 50 comprende un alojamiento de una junta de estanqueidad 55, estando las juntas de estanqueidad 15, 55 en contacto con la membrana 40.

[0120] La junta de estanqueidad 15, 55 permite evitar una fuga de fluido electroquímico que proviene del marco superior 10, y más en concreto del canal de entrada 60 o de salida 80, hacia el segundo electrodo 30, o a la inversa, del marco inferior 50, y más en concreto del canal de entrada 61 o de salida 81, hacia el primer electrodo 20, sin atravesar la membrana 40. Así, la junta de estanqueidad 15, 55 evita el rodeo fluido de la membrana 40.

[0121] El alojamiento de la junta de estanqueidad 15, 55 forma ventajosamente un surco de recepción de la junta de estanqueidad 15, 55.

[0122] Según una variante, el alojamiento forma un rebaje realizado en el marco 10, 50 capaz de recibir una junta de estanqueidad 15, 55 de forma anular.

[0123] El marco 10, 50 puede comprender varios alojamientos de juntas 15, 55.

[0124] La junta de estanqueidad 15, 55 asegura la estanqueidad interna entre la membrana 40 y el marco 10, 50 respectivamente con el fin de evitar un flujo fluido, del tipo fluido electroquímico, fuera de la zona de contacto de la membrana 40 con los electrodos 20, 30.

[0125] La membrana 40 está confinada ventajosamente entre los dos marcos 10, 50, y en particular en contacto al menos en un punto con la junta de estanqueidad 15, 55.

[0126] Ventajosamente, la membrana 40 presenta una periferia sustancialmente idéntica o similar a la periferia de la o de las juntas 15, 55 de estanqueidad de la membrana 40. La periferia de la membrana 40 puede estar en contacto con la o las juntas de estanqueidad interna 15, 55 de la membrana 40. Así, la membrana 40 puede presentar una dimensión reducida lo que optimiza la superficie activa de la membrana 40 con respecto a su superficie total y disminuye los costes de producción. Por ejemplo, la presión de mantenimiento de los marcos 10, 50 en contacto con la membrana 40 permite «pinzar» la periferia de la membrana 40 entre las juntas de estanqueidad interna 15, 55.

[0127] El marco 10, 50 comprende ventajosamente una o varias juntas de estanqueidad 725, 775 dispuestas en surcos de juntas, que aseguran la estanqueidad externa de la circulación del fluido en el canal de alimentación 65, 66 y/o el canal de evacuación 85, 86 en la parte distal 12, 52 del marco 10, 50.

[0128] El marco 10, 50 comprende ventajosamente una o varias juntas de estanqueidad 745, 795 dispuestas en surcos de juntas, que aseguran la estanqueidad externa de la circulación del fluido en el canal de alimentación 65, 66 y/o el canal de evacuación 85, 86 en la parte proximal 14,54 del marco 10, 50.

[0129] Las juntas 15, 55 que aseguran la estanqueidad interna evitan todo contacto entre la zona anódica y la zona catódica. Las juntas 725, 745, 775, 795 que aseguran la estanqueidad externa evitan todo contacto con la atmósfera ambiente y las fugas de fluidos electroquímicos hacia el exterior de la celda 1 , 101.

[0130] Ventajosamente, el marco superior 10 incluye también una junta 811 dispuesta en un surco de estanqueidad y que asegura la estanqueidad de la circulación del fluido en el canal de entrada 60, respectivamente de salida 80, en la parte distal 12 del marco superior 10, más en concreto en la superficie de contacto entre el marco intermedio 500 o de alimentación 510 y el marco superior 10.

[0131] Ventajosamente, el marco inferior 50 incluye una junta de estanqueidad 785 dispuesta en un surco de estanqueidad y que asegura la estanqueidad de la circulación del fluido en el canal de alimentación 65 y/o el canal de evacuación 85 en la parte distal 52 del marco 50.

[0132] El marco 10, 50 comprende ventajosamente una o varias juntas de estanqueidad 815, 835, 855, 875 que aseguran la estanqueidad en la superficie de contacto entre el marco superior 10 y/o el marco inferior 50 y la placa intermedia 75, 76, 78.

[0133] Según una realización particular, la junta de estanqueidad 815 asegura la estanqueidad en la superficie de contacto entre el marco superior 10 de la primera celda electroquímica 1 y la placa intermedia superior 75.

[0134] Según una realización particular, la junta de estanqueidad 835 asegura la estanqueidad en la superficie de contacto entre el marco inferior 50 de la primera celda electroquímica 1 y la placa intermedia 76.

[0135] Según una realización particular, la junta de estanqueidad 855 asegura la estanqueidad en la superficie de contacto entre el marco superior 10 de la segunda celda electroquímica 101 y la placa intermedia 76.

[0136] Según una realización particular, la junta de estanqueidad 875 asegura la estanqueidad en la superficie de contacto entre el marco inferior 50 de la segunda celda electroquímica 101 y la placa intermedia inferior 78.

[0137] Las juntas 815, 835, 855, 875 están dispuestas, por ejemplo, en surcos de junta de los marcos superior 10 e inferior 50.

[0138] Opcionalmente puede añadirse una junta entre el canal de derivación y la cámara para evitar que el fluido cortocircuite el canal de derivación.

[0139] Puede contemplarse también otra disposición de las juntas de estanqueidad.

Batería

[0140] La invención se refiere también a una batería de flujo redox 2 que incluye dicha pila 100.

[0141] Ventajosamente, la batería según la invención comprende una placa de alimentación 180 y una placa de cierre 160 dispuestas a una y otra parte de la pila 100.

[0142] Normalmente, la placa de alimentación 180 está en contacto por su superficie inferior 181 en parte con la superficie superior 173 de la placa colectora superior 70 y en parte con la superficie superior del marco de alimentación 510. La placa de alimentación 180 está en contacto por su superficie superior 183 con la superficie inferior 111 de una brida 110.

[0143] Normalmente, la placa de cierre 160 está en contacto por su superficie superior 163 en parte con la superficie inferior 361 de la placa colectora inferior 71 y en parte con la superficie inferior del marco de cierre 550. La placa de cierre 160 está en contacto por su superficie inferior 161 con la superficie superior

113 de una brida 210.

[0144] La placa de alimentación 180 permite en particular llevar los fluidos al stack, y aislar eléctricamente la placa colectora superior 70 de las bridas de apriete 110 apretadas con tuercas 200, preferentemente tuercas 200 de metal. La placa de cierre 160 tiene las mismas funciones aislando la placa colectora inferior 71 de las bridas de apriete 210.

[0145] Por ejemplo, el mantenimiento en contacto de los electrodos primero 20 y segundo 30 se asegura mediante una brida 110 de apriete del marco.

[0146] Normalmente, una brida 110 de apriete mantiene una pila de celdas electroquímicas y de placas colectoras de corriente en compresión.

[0147] Según una realización particular, la placa de alimentación 180 comprende ventajosamente una o varias juntas de estanqueidad 881, 882 dispuestas en surcos de junta y que aseguran la estanqueidad externa de la circulación del fluido en el canal de alimentación 65, 66 y/o el canal de evacuación 85, 86 en la superficie de contacto entre la placa de alimentación 180 y el marco de alimentación 510.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Pila (100) de varias celdas electroquímicas (1, 101), de manera que las celdas electroquímicas (1, 101) se apilan unas sobre otras según una dirección de apilamiento (D), comprendiendo la pila (100) al menos:

- una primera celda electroquímica (1 ),

- una segunda celda electroquímica (101), y

- una placa intermedia (76),

incluyendo cada celda (1, 101) un marco superior (10) que aloja un primer electrodo (20, 120) y un marco inferior (50) que aloja un segundo electrodo (30, 130), de manera que el primer electrodo (20, 120) y el segundo electrodo (30, 130) están separados entre sí por una membrana (40), el primer electrodo (20, 120) está en contacto con la membrana (40) por su cara inferior (21, 121) y el segundo electrodo (30, 130) está en contacto con la membrana (40) por su cara superior (33, 133), estando el segundo electrodo (30) de la primera celda electroquímica (1) y el primer electrodo (120) de la segunda celda electroquímica (101) separados por la placa intermedia (76),

caracterizada porque la pila (100) incluye un marco intermedio (500) dispuesto en la periferia de la placa intermedia (76), estando el marco inferior (50) de la primera celda electroquímica (1) y el marco superior (10) de la segunda celda electroquímica (101) separados al menos en parte por el marco intermedio (500), de manera que el marco inferior (50) de la primera celda electroquímica (1) se sitúa frente al marco intermedio (500) por su cara inferior y el marco superior (10) de la segunda celda electroquímica (101) se sitúa frente al marco intermedio (500) por su cara superior, y porque el marco superior (10) y el marco inferior (50) de cada celda electroquímica (1, 101) están separados entre sí por la membrana (40), comprendiendo cada marco superior (10) o inferior (50) una parte proximal (14, 54) próxima a la membrana (40) y una parte distal (12, 52) distante de la membrana (40),

comprendiendo cada marco superior (10) o inferior (50) un canal de alimentación (65, 66) de un fluido electroquímico y un canal de entrada (60, 61) de un fluido que alimenta una cara lateral del electrodo (20, 30), comprendiendo el canal de entrada (60, 61) un orificio de salida (62, 63) en la parte proximal (14, 54) que se abre en una cara lateral del electrodo (20, 30),

comprendiendo cada marco superior (10) o inferior (50) un canal de evacuación (85, 86) de un fluido electroquímico y un canal de salida (80, 81) del fluido por una cara lateral del electrodo (20, 30), comprendiendo el canal de salida (80, 81) un orificio de entrada (82, 83) en la parte proximal (14, 54) que se abre en una cara lateral del electrodo (20, 30), de manera que al menos uno, y preferentemente el conjunto, entre el canal de entrada (60, 61) y el canal de salida (80, 81) comprende un orificio de entrada (64, 67), respectivamente de salida (84, 87), que se abre en el canal de alimentación (65, 66), respectivamente de evacuación (85, 86), en la parte distal (12, 52) del marco superior (10) o inferior (50).

2. Pila (100) según la reivindicación 1, en la que al menos uno, y preferentemente el conjunto, entre el orificio (62, 63) de salida del canal de alimentación (60, 61) y el orificio (82, 83) de entrada del canal de evacuación (80, 81) de al menos un marco superior (10) o inferior (50), se abre en la membrana (40).

3. Pila (100) según la reivindicación 2, en la que la membrana (40) comprende una cara superior (43) y una cara inferior (41), de manera que el o los orificios de entrada (82, 83) o de salida (62, 63) que se abren en la membrana (40) en la cara superior (43), respectivamente inferior (41), no se encuentran frente a un orificio (62, 63, 82, 83) que se abre en la membrana (40) en la cara inferior (41), respectivamente superior (43).

4. Pila (100) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que el marco intermedio (500) comprende una cara superior (503) y una cara inferior (501), de manera que al menos una de dichas caras (501, 503) forma una pared del canal de entrada (60, 61) o del canal de salida (80, 81).

5. Pila (100) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que el marco intermedio (500) presenta un espesor (E) superior o igual, preferentemente igual, al espesor (E') de la placa intermedia (76), de manera que dichos espesores (E, E') se miden según una dirección paralela a la dirección de apilamiento (D).

6. Pila (100) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que cada marco (10, 50) superior o inferior incluye un alojamiento de una junta de estanqueidad (15, 55), estando las juntas de estanqueidad (15, 55) en contacto con la membrana (40).

7. Pila (100) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que incluye además una placa colectora superior (70) de corriente, una placa colectora inferior (71) de corriente, una placa intermedia superior (75) y una placa intermedia inferior (78), estando las placas colectoras (70, 71) cada una en contacto con una placa intermedia superior (180), respectivamente inferior (160), dispuesta entre dicha placa colectora (70, 71) y un electrodo (20, 30), incluyendo la pila (100) un marco de alimentación (510) y un marco de cierre (550) dispuestos en la periferia respectivamente del conjunto formado por la placa colectora superior (70) y la placa intermedia superior (75) y del conjunto formado por la placa colectora inferior (71) y la placa intermedia inferior (78).

8. Pila (100) según la reivindicación 7, en la que el marco de cierre (550) carece de orificio que se abre en el canal de alimentación (65, 66) o el canal de evacuación (85, 86).

9. Batería de flujo redox (2) que incluye una pila (100) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.

10. Procedimiento de producción de electricidad que comprende la implementación de una pila (100) tal como se define según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 o de una batería (2) según la reivindicación 9.