KR101551929B1 - Redox flow battery with temperature controller of electrolyte - Google Patents

Redox flow battery with temperature controller of electrolyte Download PDF

Info

Publication number
KR101551929B1
KR101551929B1 KR1020130147853A KR20130147853A KR101551929B1 KR 101551929 B1 KR101551929 B1 KR 101551929B1 KR 1020130147853 A KR1020130147853 A KR 1020130147853A KR 20130147853 A KR20130147853 A KR 20130147853A KR 101551929 B1 KR101551929 B1 KR 101551929B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
chamber
electrolyte
cooling water
stack
temperature
Prior art date
Application number
KR1020130147853A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20150062818A (en
Inventor
최원석
김대식
곽은식
정현진
장현석
Original Assignee
롯데케미칼 주식회사
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 롯데케미칼 주식회사 filed Critical 롯데케미칼 주식회사
Priority to KR1020130147853A priority Critical patent/KR101551929B1/en
Publication of KR20150062818A publication Critical patent/KR20150062818A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101551929B1 publication Critical patent/KR101551929B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/18—Regenerative fuel cells, e.g. redox flow batteries or secondary fuel cells
    • H01M8/184—Regeneration by electrochemical means
    • H01M8/188—Regeneration by electrochemical means by recharging of redox couples containing fluids; Redox flow type batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/18—Regenerative fuel cells, e.g. redox flow batteries or secondary fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

스택의 내부 온도를 낮추어 스택의 내구성과 충방전 성능을 높일 수 있는 레독스 흐름 전지를 제공한다. 레독스 흐름 전지는 복수의 전지 셀이 적층된 스택과, 전해액을 저장하는 전해액 탱크와, 전해액 탱크의 전해액을 스택으로 공급하고 스택에서 사용된 전해액을 전해액 탱크로 회수하는 전해액 순환부와, 냉각수가 흐르는 냉각수 튜브를 전해액 탱크의 내부에 설치하여 전해액의 온도를 낮추는 전해액 온도 조절부를 포함한다.The internal temperature of the stack is lowered to provide a redox flow cell capable of increasing the durability and charge / discharge performance of the stack. The redox flow battery includes an electrolyte circulation unit for supplying a stack of an electrolyte solution in an electrolyte tank and recovering an electrolyte solution used in the stack to an electrolyte tank; And an electrolytic solution temperature adjusting unit for setting a flowing cooling water tube inside the electrolyte tank to lower the temperature of the electrolytic solution.

Description

전해액 온도 조절부를 구비한 레독스 흐름 전지 {REDOX FLOW BATTERY WITH TEMPERATURE CONTROLLER OF ELECTROLYTE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a redox flow battery having an electrolyte temperature regulator,

본 발명은 레독스 흐름 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전해액의 온도 조절 기능을 구비한 전해액 탱크에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a redox flow cell, and more particularly, to an electrolyte tank having a temperature control function of an electrolyte solution.

태양광 및 풍력과 같은 재생 에너지는 변동성이 높은 자연 에너지에 의존하기 때문에 전력의 변동성에 대응하기 어렵고, 전력 공급의 안정성을 확보하기 어렵다. 따라서 재생 에너지의 변동성을 수용하고, 원활한 전력 공급 및 발전 설비의 효율적인 활용을 위해 대용량 전력 저장 기술이 필요하다.Renewable energy such as solar power and wind power relies on highly volatile natural energy, so it is difficult to cope with fluctuations in electric power and it is difficult to secure the stability of electric power supply. Therefore, large-capacity power storage technology is needed to accommodate the volatility of renewable energy and to utilize smooth power supply and efficient use of power generation facilities.

레독스(산화환원) 흐름 전지는 대용량 전력 저장을 위한 이차 전지로서, 유지 보수 비용이 낮고, 상온에서 작동하며, 용량과 출력을 독립적으로 설계할 수 있다. 레독스 흐름 전지는 복수의 셀이 적층된 스택과, 양극 전해액과 음극 전해액을 저장하는 전해액 탱크와, 양극 전해액과 음극 전해액을 스택으로 공급 후 배출시키는 펌프 등의 순환 장치를 포함한다.The redox (redox) flow cell is a secondary battery for large capacity power storage. It has low maintenance cost, operates at room temperature, and capacity and output can be designed independently. The redox flow battery includes a stack in which a plurality of cells are stacked, an electrolyte tank storing a positive electrode electrolyte and a negative electrode electrolyte, and a circulation device such as a pump for supplying and discharging the positive electrode electrolyte and the negative electrode electrolyte as a stack.

양극 전해액과 음극 전해액은 스택 내부를 순환하면서 산화/환원 반응을 일으키며, 이 과정에서 반응열이 발생하므로 스택의 온도가 상승하게 된다. 스택의 온도 상승은 스택을 구성하는 부품들, 예를 들어 이온 교환 멤브레인과 플로우 프레임 등의 팽창성(swelling)에 영향을 주어 전해액 크로스오버 증가로 인한 성능 감소 및 내구성 저하를 일으킨다.The positive and negative electrode electrolytes circulate in the stack and cause oxidation / reduction reactions. In this process, the reaction heat is generated and the temperature of the stack is increased. The temperature rise of the stack affects the swelling of the components constituting the stack, for example, the ion exchange membrane and the flow frame, resulting in a decrease in performance and durability due to an increase in electrolyte crossover.

스택의 온도를 낮추기 위한 방안으로서 전해액을 추가로 투입하거나, 혼합 용액을 투입하거나, 열 교환기를 이용하는 방법 등이 제안되었다. 그러나 이러한 기술들은 실제 적용 시 금속 물질의 석출, 전압의 급상승으로 인한 전지 내부 손실, pH 및 전기 전도도 감소로 인한 쿨롱 효율(Coulombic Efficiency, CE), 에너지 효율(Energy Efficiency, EE), 및 캐패시티 감소가 일어나므로 효율적이지 못하다.As a method for lowering the temperature of the stack, there has been proposed a method in which an electrolyte is further added, a mixed solution is introduced, or a heat exchanger is used. However, these technologies are not suitable for practical applications, such as precipitation of metal materials, internal battery loss due to voltage spikes, Coulombic Efficiency (CE), Energy Efficiency (EE), and capacity reduction due to decrease in pH and electrical conductivity And it is not efficient.

본 발명은 금속 물질의 석출이나 쿨롱 효율, 에너지 효율, 및 캐패시티 감소를 유발하지 않으면서 스택 내부의 온도를 낮추어 스택의 내구성과 충방전 성능을 높일 수 있는 레독스 흐름 전지를 제공하고자 한다.The present invention provides a redox flow cell capable of increasing the durability and charge / discharge performance of a stack by lowering the temperature inside the stack without causing precipitation of metal materials, Coulomb efficiency, energy efficiency, and reduction in capacity.

본 발명의 일 실시예에 따른 레독스 흐름 전지는 복수의 전지 셀이 적층된 스택과, 전해액을 저장하는 전해액 탱크와, 전해액 탱크의 전해액을 스택으로 공급하고 스택에서 사용된 전해액을 전해액 탱크로 회수하는 전해액 순환부와, 냉각수가 흐르는 냉각수 튜브를 전해액 탱크의 내부에 설치하여 전해액의 온도를 낮추는 전해액 온도 조절부를 포함한다.The redox flow cell according to an embodiment of the present invention includes a stack in which a plurality of battery cells are stacked, an electrolyte tank for storing an electrolyte solution, an electrolyte solution in the electrolyte tank as a stack, and an electrolyte solution used in the stack is collected into an electrolyte tank And an electrolytic solution temperature regulator for lowering the temperature of the electrolytic solution by providing a cooling water tube through which cooling water flows in the electrolytic solution tank.

전해액 탱크는 음극 전해액을 저장하는 제1 챔버와, 양극 전해액을 저장하는 제2 챔버와, 제1 챔버와 제2 챔버를 분리시키는 칸막이를 포함할 수 있다. 냉각수 튜브는 제1 챔버의 상부로부터 하부를 향하는 냉각수 흐름을 제공할 수 있다.The electrolyte tank may include a first chamber that stores a cathode electrolyte, a second chamber that stores a cathode electrolyte, and a partition that separates the first chamber and the second chamber. The cooling water tube may provide a cooling water flow downward from the top of the first chamber.

제1 챔버의 내벽과 칸막이에 지그재그 또는 나선 패턴으로 복수의 지지판이 고정될 수 있으며, 냉각수 튜브는 위에서 아래로 복수의 지지판을 차례로 통과하면서 제1 챔버의 내부를 가로지를 수 있다.A plurality of support plates may be fixed in an inner wall and a partition of the first chamber in a staggered or helical pattern and the cooling water tube may traverse the interior of the first chamber while sequentially passing a plurality of support plates from top to bottom.

다른 한편으로, 냉각수 튜브는 제1 챔버의 상부로부터 하부를 향하는 냉각수 흐름과, 제2 챔버의 하부로부터 상부를 향하는 냉각수 흐름을 순차적으로 제공할 수 있다.On the other hand, the cooling water tube can sequentially provide the cooling water flow from the upper portion of the first chamber to the lower portion and the cooling water flow upward from the lower portion of the second chamber.

제1 챔버의 내벽과 제2 챔버의 내벽 및 칸막이에 지그재그 또는 나선 패턴으로 복수의 지지판이 고정될 수 있고, 칸막이의 하측에 냉각수 튜브를 통과시키기 위한 개구부가 형성될 수 있다. 냉각수 튜브는 제1 챔버에서 위로부터 아래로 복수의 지지판을 차례로 통과하면서 제1 챔버의 내부를 가로지른 다음 칸막이의 개구부를 통해 제2 챔버로 이동하고, 제2 챔버에서 아래로부터 위로 복수의 지지판을 차례로 통과하면서 제2 챔버의 내부를 가로지를 수 있다.A plurality of support plates may be fixed in a staggered or helical pattern on the inner wall of the first chamber, the inner wall of the second chamber and the partition, and an opening for passing the cooling water tube may be formed on the lower side of the partition. The cooling water tube traverses the interior of the first chamber sequentially through the plurality of support plates from top to bottom in the first chamber and then moves to the second chamber through the opening of the partition, And may traverse the interior of the second chamber in turn.

전해액 탱크는 칸막이에 의해 제2 챔버와 분리되는 제3 챔버를 더 포함할 수 있다. 전해액 순환부는 제1 챔버의 하측과 스택을 연결하는 제1 배관과, 스택과 제1 챔버의 상측을 연결하는 제2 배관과, 제1 배관에 설치되어 음극 전해액을 순환시키는 제1 펌프와, 제2 챔버의 하측과 스택을 연결하는 제3 배관과, 스택과 제3 챔버의 상측을 연결하는 제4 배관과, 제3 배관에 설치되어 양극 전해액을 순환시키는 제2 펌프를 포함할 수 있다.The electrolyte tank may further include a third chamber separated from the second chamber by a partition. The electrolyte circulation unit includes a first pipe connecting the lower side of the first chamber and the stack, a second pipe connecting the stack and the upper side of the first chamber, a first pump installed in the first pipe to circulate the negative electrode electrolyte, A third pipe connecting the lower side of the second chamber and the stack, a fourth pipe connecting the upper side of the stack and the third chamber, and a second pump installed in the third pipe to circulate the positive electrode electrolyte.

전해액 온도 조절부는 전해액 탱크의 외부에서 냉각수 튜브의 양단과 연결되는 냉각수 순환부를 포함할 수 있다. 냉각수 순환부는 냉각수를 펌핑하는 제3 펌프와, 냉각수의 온도를 설정 온도로 일정하게 유지시키는 온도 유지부를 포함할 수 있다.The electrolyte temperature regulating unit may include a cooling water circulating unit connected to both ends of the cooling water tube from the outside of the electrolyte tank. The cooling water circulation unit may include a third pump for pumping the cooling water and a temperature holding unit for keeping the temperature of the cooling water constant at a set temperature.

본 실시예의 레독스 흐름 전지는 전해액 온도 조절부를 이용해 음극 전해액의 온도를 낮춤으로써 스택의 내부 온도를 효과적으로 낮출 수 있다. 그 결과, 반응열에 의한 부반응을 억제하고, 멤브레인과 플로우 프레임 등의 변형을 억제하여 전지 성능을 높일 수 있다.The redox flow cell of this embodiment can effectively lower the internal temperature of the stack by lowering the temperature of the cathode electrolyte by using the electrolyte temperature controller. As a result, it is possible to suppress the side reaction by the reaction heat and to suppress the deformation of the membrane and the flow frame, thereby improving the performance of the cell.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 레독스 흐름 전지의 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시한 레독스 흐름 전지의 부분 확대 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시한 스택 중 하나의 전지 셀을 나타낸 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 레독스 흐름 전지 중 전해액 저장 탱크의 단면도이다.
도 5는 비교예의 레독스 흐름 전지와 제1 실시예의 레독스 흐름 전지에서 에너지 효율을 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 6은 비교예의 레독스 흐름 전지와 제1 실시예의 레독스 흐름 전지에서 쿨롱 효율을 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 7은 비교예의 레독스 흐름 전지와 제1 실시예의 레독스 흐름 전지에서 캐패시티를 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 8은 비교예의 레독스 흐름 전지와 제1 실시예의 레독스 흐름 전지에서 스택 내부의 온도를 측정하여 나타낸 그래프이다.1 is a schematic view of a redox flow cell according to a first embodiment of the present invention.
2 is a partially enlarged perspective view of the redox-flow battery shown in Fig.
3 is an exploded perspective view of one of the stacks shown in FIG.
4 is a sectional view of an electrolyte storage tank in a redox flow cell according to a second embodiment of the present invention.
5 is a graph showing energy efficiency measured in the redox flow cell of the comparative example and the redox flow battery of the first embodiment.
6 is a graph showing the coulomb efficiency measured in the redox flow cell of the comparative example and the redox flow battery of the first embodiment.
FIG. 7 is a graph showing capacitance measured in the redox flow cell of the comparative example and the redox flow battery of the first embodiment.
FIG. 8 is a graph showing the temperature inside the stack in the redox flow cell of the comparative example and the redox flow battery of the first embodiment.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 레독스 흐름 전지의 개략도이고, 도 2는 도 1에 도시한 레독스 흐름 전지의 부분 확대 사시도이다.FIG. 1 is a schematic view of a redox flow cell according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a partially enlarged perspective view of a redox flow cell shown in FIG.

도 1과 도 2를 참고하면, 본 실시예의 레독스 흐름 전지(100)는 스택(20), 전해액 탱크(30), 전해액 순환부(40), 및 전해액 온도 조절부(50)를 포함한다.Referring to FIGS. 1 and 2, the redox flow cell 100 of the present embodiment includes a stack 20, an electrolyte tank 30, an electrolyte circulation unit 40, and an electrolyte temperature control unit 50.

스택(20)은 복수의 전지 셀(10)로 구성되며, 전해액 탱크(30)는 양극 전해액과 음극 전해액을 저장한다. 전해액 순환부(40)는 전해액 탱크(30)의 양극 및 음극 전해액을 스택(20)으로 공급하며 스택(20)에서 사용된 양극 및 음극 전해액을 전해액 탱크(30)로 회수한다. 전해액 온도 조절부(50)는 전해액 탱크(30)의 내부와 외부에 걸쳐 설치된다.The stack 20 is composed of a plurality of battery cells 10, and the electrolyte tank 30 stores a positive electrode electrolyte and a negative electrode electrolyte. The electrolyte circulation unit 40 supplies the positive and negative electrode electrolytes of the electrolyte tank 30 to the stack 20 and collects the positive and negative electrode electrolytes used in the stack 20 into the electrolyte tank 30. The electrolyte temperature regulating portion 50 is provided inside and outside of the electrolyte tank 30.

본 실시예의 레독스 흐름 전지(100)는 징크-브로민 레독스 흐름 전지 또는 바나듐 레독스 흐름 전지일 수 있다. 징크-브로민 레독스 흐름 전지는 양극 및 음극 전해액으로 ZnBr2를 사용하며, 반응식은 아래와 같다.The redox flow cell 100 of this embodiment may be a zinc-bromine redox flow cell or a vanadium redox flow cell. The zinc-bromine redox flow cell uses ZnBr 2 as the anode and cathode electrolyte, and the reaction formula is as follows.

음극: Zn ↔ Zn2 + + 2e- 양극: Br2 + 2e- ↔ 2Br- Negative electrode: Zn ↔ Zn 2 + + 2e - Positive electrode: Br 2 + 2e - ↔ 2Br -

바나듐 레독스 흐름 전지는 양극 및 음극 전해액으로 H2SO4를 사용하며, 반응식은 아래와 같다.The vanadium redox flow cell uses H 2 SO 4 as the anode and cathode electrolyte, and the reaction formula is as follows.

음극: V2 + ↔ V3 + + e- 양극: VO2 + +e- ↔ VO2 + Cathode: V 2 + ↔ V 3 + + e - anode: VO 2 + + e - ↔ VO 2 +

본 실시예의 레독스 흐름 전지(100)는 전술한 징크-브로민 또는 바나듐 타입으로 한정되지 않으며, 반응열에 의해 스택(20)의 온도가 상승하여 스택(20)의 온도를 낮추어야 하는 타입이라면 모두 적용 가능하다.The redox flow cell 100 of the present embodiment is not limited to the zinc-bromine or vanadium type described above. Any type of redox flow battery 100 may be used as long as the temperature of the stack 20 is raised by the reaction heat to lower the temperature of the stack 20 It is possible.

도 3은 도 1에 도시한 스택 중 하나의 전지 셀을 나타낸 분해 사시도이다.3 is an exploded perspective view of one of the stacks shown in FIG.

도 3을 참고하면, 전지 셀(10)은 이온 교환막인 멤브레인(11)과, 멤브레인(11)을 사이에 두고 위치하는 제1 및 제2 다공성 전극(12, 13)과, 제1 및 제2 다공성 전극(12, 13)의 가장자리에서 제1 및 제2 다공성 전극(12, 13)을 각각 고정시키는 제1 및 제2 플로우 프레임(14, 15)과, 제1 및 제2 다공성 전극(12, 13)의 외측에 각각 위치하는 양극 전극(16) 및 음극 전극(17)을 포함한다.3, the battery cell 10 includes a membrane 11 that is an ion exchange membrane, first and second porous electrodes 12 and 13 positioned between the membrane 11 and first and second porous electrodes 12 and 13, First and second flow frames 14 and 15 for fixing the first and second porous electrodes 12 and 13 respectively at the edges of the porous electrodes 12 and 13 and first and second porous electrodes 12 and 13, 13 and a cathode electrode 16 and a cathode electrode 17, respectively.

이웃한 두 개의 전지 셀(10)에서 양극 전극(16)과 음극 전극(17)은 일체로 형성되며, 이를 바이폴라 플레이트라 한다. 제1 및 제2 다공성 전극(12, 13)은 카본 펠트로 제작될 수 있고, 양극 및 음극 전극(16, 17)은 그라파이트로 제작될 수 있다. 그리고 제1 및 제2 플로우 프레임(14, 15)에는 전해액 순환을 위한 네 개의 홀이 형성된다.In the two neighboring battery cells 10, the anode electrode 16 and the cathode electrode 17 are integrally formed, which is referred to as a bipolar plate. The first and second porous electrodes 12 and 13 can be made of carbon felt, and the anode and cathode electrodes 16 and 17 can be made of graphite. Four holes for electrolyte circulation are formed in the first and second flow frames 14 and 15.

제1 플로우 프레임(14)에서 네 개의 홀 중 하나는 양극 전해액 주입구이고, 다른 하나는 양극 전해액 배출구이며, 나머지 두 개는 음극 전해액 통과공이다. 제1 플로우 프레임(14)에는 양극 전해액 주입구와 제1 다공성 전극(12) 사이 및 제1 다공성 전극(12)과 양극 전해액 배출구 사이에 유로가 형성되어 제1 다공성 전극(12)에 양극 전해액이 흐르도록 한다.One of the four holes in the first flow frame 14 is a positive electrode electrolyte inlet, the other is a cathode electrolyte outlet, and the other two are cathode electrolyte holes. A flow path is formed in the first flow frame 14 between the anode electrolyte inlet and the first porous electrode 12 and between the first porous electrode 12 and the anode electrolyte outlet so that the anode electrolyte flows into the first porous electrode 12 .

제2 플로우 프레임(15)에서 네 개의 홀 중 하나는 음극 전해액 주입구이고, 다른 하나는 음극 전해액 배출구이며, 나머지 두 개는 양극 전해액 통과공이다. 제2 플로우 프레임(15)에는 음극 전해액 주입구와 제2 다공성 전극(13) 사이 및 제2 다공성 전극(13)과 음극 전해액 배출구 사이에 유로가 형성되어 제2 다공성 전극(13)에 음극 전해액이 흐르도록 한다.One of the four holes in the second flow frame 15 is a negative electrode electrolyte injection hole, the other is a negative electrode electrolyte discharge hole, and the other two are a positive electrode electrolyte passage hole. A flow path is formed in the second flow frame 15 between the cathode electrolyte injection port and the second porous electrode 13 and between the second porous electrode 13 and the cathode electrolyte discharge port so that the cathode electrolyte flows into the second porous electrode 13 .

양극 및 음극 전해액에 포함된 서로 다른 산화수를 가지는 두 종류의 레독스 커플(징크-브로민 또는 바나듐-바나듐 등)이 제1 및 제2 다공성 전극(12, 13)에서 반응함으로써 충방전이 이루어진다. 구체적으로 산화 반응에 의해 충전이 이루어지고, 환원 반응에 의해 방전이 이루어진다.Two kinds of redox couples (zinc-bromine or vanadium-vanadium, etc.) having different oxidation numbers included in the positive and negative electrode electrolytes are reacted at the first and second porous electrodes 12 and 13 to charge and discharge. Specifically, charging is performed by an oxidation reaction, and a discharge is performed by a reduction reaction.

도 1과 도 2를 참고하면, 전해액 탱크(30)는 칸막이(34)에 의해 구획된 세 개의 챔버(31, 32, 33)로 구성될 수 있다. 전해액 탱크(30)는 음극 전해액을 저장하는 제1 챔버(31)와, 양극 전해액을 저장하는 제2 및 제3 챔버(32, 33)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2, the electrolyte tank 30 may be composed of three chambers 31, 32, and 33 partitioned by a partition 34. The electrolyte tank 30 may include a first chamber 31 for storing the negative electrode electrolyte and a second and third chambers 32 and 33 for storing the positive electrode electrolyte.

이때 칸막이(34)는 전해액 탱크(30)보다 낮은 높이로 형성되어 챔버(31, 32, 33)간 전해액 이동을 가능하게 한다. 즉 특정 챔버(31, 32, 33)에서 전해액의 수위가 칸막이(34)보다 높아지면 이웃한 다른 챔버로 전해액이 이동할 수 있다.At this time, the partition 34 is formed at a height lower than that of the electrolyte tank 30 to enable movement of the electrolyte between the chambers 31, 32, and 33. That is, when the liquid level of the electrolyte in the specific chambers 31, 32, 33 is higher than the partition 34, the electrolyte can move to another neighboring chamber.

전해액 순환부(40)는 제1 챔버(31)의 하측과 스택(20)의 음극 전해액 주입구를 연결하는 제1 배관(41)과, 스택(20)의 음극 전해액 배출구와 제1 챔버(31)의 상측을 연결하는 제2 배관(42)과, 제1 배관(41)에 설치되어 음극 전해액을 순환시키는 제1 펌프(43)를 포함한다.The electrolyte circulation unit 40 includes a first pipe 41 connecting a lower side of the first chamber 31 and a cathode electrolyte injection port of the stack 20 and a first pipe 31 connecting the cathode electrolyte discharge port of the stack 20 and the first chamber 31, And a first pump 43 installed in the first pipe 41 for circulating the negative electrode electrolyte.

제1 챔버(31)의 음극 전해액은 제1 배관(41)을 통해 스택(20)으로 공급되어 각 전지 셀(10)의 제2 다공성 전극(13)에 제공되며, 각 전지 셀(10)에서 화학 반응을 거친 음극 전해액은 제2 배관(42)을 통해 다시 제1 챔버(31)로 회수된다.The negative electrode electrolyte of the first chamber 31 is supplied to the stack 20 through the first pipe 41 and provided to the second porous electrode 13 of each battery cell 10, The cathodic electrolytic solution subjected to the chemical reaction is again returned to the first chamber 31 through the second pipe 42.

또한, 전해액 순환부(40)는 제2 챔버(32)의 하측과 스택(20)의 양극 전해액 주입구를 연결하는 제3 배관(44)과, 스택(20)의 양극 전해액 배출구와 제3 챔버(33)의 상측을 연결하는 제4 배관(45)과, 제3 배관(44)에 설치되어 양극 전해액을 순환시키는 제2 펌프(46)를 포함한다.The electrolyte circulation unit 40 includes a third pipe 44 connecting the lower side of the second chamber 32 and the anode electrolyte inlet of the stack 20 and a third pipe 44 connecting the anode electrolyte outlet of the stack 20 and the third chamber 33 and a second pump 46 installed in the third pipe 44 for circulating the positive electrode electrolyte.

제2 챔버(32)의 양극 전해액은 제3 배관(44)을 통해 스택(20)으로 공급되어 각 전지 셀(10)의 제1 다공성 전극(12)에 제공되며, 각 전지 셀(10)에서 화학 반응을 거친 양극 전해액은 제4 배관(45)을 통해 제3 챔버(33)로 회수된다.The positive electrode electrolyte solution in the second chamber 32 is supplied to the stack 20 through the third pipe 44 and provided to the first porous electrode 12 of each battery cell 10, The cathodic electrolytic solution subjected to the chemical reaction is recovered to the third chamber 33 through the fourth pipe 45.

징크-브로민 레독스 흐름 전지의 경우 충방전을 진행하게 되면 제1 다공성 전극(12)에 코팅된 활성화 카본과 양극 전해액이 산화 반응을 일으키면서 반응 침전물인 QBr이 생성된다. QBr은 차후 반응 시 제2 다공성 전극(13)에 쌓여 있는 Zn 금속을 없애는 기능을 하므로 작동 초기에 QBr을 제거해야 한다.In the case of the zinc-bromine redox flow cell, the activated carbon coated on the first porous electrode 12 and the positive electrode electrolyte undergo oxidation reaction as the charge and discharge proceed, and a reaction deposit QBr is produced. Since QBr has the function of removing Zn metal accumulated in the second porous electrode 13 in the subsequent reaction, it is necessary to remove QBr at the beginning of operation.

제2 챔버(32)가 아닌 제3 챔버(33)의 상측에 제4 배관(45)이 연결됨에 따라, 레독스 흐름 전지(100)의 작동 초기에 양극 전해액은 제3 챔버(33)에 모이고 QBr은 아래로 침전된다. QBr이 분리된 양극 전해액은 칸막이(34)를 넘어 제2 챔버(32)로 이동하며, 제2 챔버(32)의 양극 전해액은 제3 배관(44)을 통해 다시 스택(20)으로 공급된다. 이와 같이 제3 챔버(33)는 양극 전해액 내부의 QBr을 분리시키는 기능을 한다.The fourth pipe 45 is connected to the upper side of the third chamber 33 other than the second chamber 32 so that the anode electrolyte is collected in the third chamber 33 at the beginning of operation of the redox flow cell 100 QBr is settled down. The separated positive electrode electrolytic solution moves to the second chamber 32 through the partition 34 and the positive electrode electrolyte of the second chamber 32 is supplied to the stack 20 again through the third piping 44. [ Thus, the third chamber 33 functions to separate the QBr inside the positive electrode electrolyte.

양극 전해액과 음극 전해액이 스택(20) 내부를 순환하면서 산화/환원 반응을 일으키며, 이 과정에서 반응열이 발생하므로 스택(20)의 내부 온도가 상승한다. 스택(20)의 내부 온도가 대략 40℃ 가까이 상승하면 부반응이 발생하여 전지 성능이 저하된다. 또한, 멤브레인(11)과 플로우 프레임(14, 15) 등의 변형으로 전해액의 크로스오버가 증가하며, 이 또한 전지 성능의 저하로 이어진다.The anode electrolyte and the cathode electrolyte circulate in the stack 20 to cause an oxidation / reduction reaction, and a reaction heat is generated in this process, so that the internal temperature of the stack 20 increases. When the internal temperature of the stack 20 is raised to about 40 ° C, side reactions occur and battery performance is degraded. Further, the crossover of the electrolytic solution increases due to the deformation of the membrane 11 and the flow frames 14 and 15, which also leads to deterioration of the battery performance.

본 실시예의 레독스 흐름 전지(100)는 스택(20)의 내부 온도를 낮추기 위한 방안으로 전해액 탱크(30)의 전해액 온도를 낮추는 기술을 제공한다. 레독스 흐름 전지(100)는 전해액이 스택(20)과 전해액 탱크(30) 사이를 순환하는 구조이므로, 스택(20) 자체를 냉각시키는 복잡한 기술을 적용하지 않고도 전해액 탱크(30)의 전해액 온도를 낮추는 것만으로도 스택(20)의 내부 온도를 효과적으로 낮출 수 있다.The redox flow cell 100 of the present embodiment provides a technique for lowering the temperature of the electrolyte in the electrolyte tank 30 in order to lower the internal temperature of the stack 20. The redox flow battery 100 has a structure in which the electrolytic solution circulates between the stack 20 and the electrolyte tank 30 so that the temperature of the electrolyte in the electrolyte tank 30 can be adjusted without applying a complicated technique of cooling the stack 20 itself The internal temperature of the stack 20 can be effectively lowered.

전해액 온도 조절부(50)는 전해액 탱크(30)의 내부와 외부에 걸쳐 설치되는 냉각수 튜브(51)와, 전해액 탱크(30)의 외부에서 냉각수 튜브(51)의 양단과 연결되는 냉각수 순환부(52)를 포함한다. 냉각수 순환부(52)는 냉각수를 펌핑하는 제3 펌프(도시하지 않음)와, 냉각수의 온도를 설정 온도로 일정하게 유지시키는 온도 유지부(도시하지 않음)로 구성될 수 있다.The electrolytic solution temperature regulating part 50 includes a cooling water tube 51 installed inside and outside the electrolyte tank 30 and a cooling water circulating part connected to both ends of the cooling water tube 51 from the outside of the electrolytic solution tank 30 52). The cooling water circulation unit 52 may include a third pump (not shown) for pumping cooling water and a temperature holding unit (not shown) for keeping the temperature of the cooling water constant at a set temperature.

냉각수 튜브(51)는 음극 전해액을 저장하는 제1 챔버(31)에 설치될 수 있다. 이러한 구성은 양극 전해액보다 음극 전해액에서 반응열이 더 많이 발생하는 경우에 적합하다.The cooling water tube 51 may be installed in the first chamber 31 for storing the cathode electrolyte. This configuration is suitable for the case where more heat is generated in the negative electrode electrolyte than in the positive electrode electrolyte.

스택(20)에서 사용된 음극 전해액은 제2 배관(42)을 통해 제1 챔버(31)로 회수되므로 제1 챔버(31)의 음극 전해액은 상부로 갈수록 높은 온도를 나타낸다. 즉 제1 챔버(31)의 음극 전해액은 제1 챔버(31)의 높이 방향에 따른 온도 구배를 가진다. 냉각수 튜브(51)는 제1 챔버(31)의 상부로부터 하부를 향하는 냉각수 흐름을 제공함으로써 음극 전해액 전체를 냉각시키되 냉각 정도는 상부에서 가장 크고, 하부로 갈수록 약해지도록 한다.Since the negative electrode electrolyte used in the stack 20 is recovered to the first chamber 31 through the second pipe 42, the negative electrode electrolyte in the first chamber 31 exhibits a higher temperature toward the upper portion. That is, the negative electrode electrolyte of the first chamber 31 has a temperature gradient along the height direction of the first chamber 31. The cooling water tube 51 provides the cooling water flow from the upper portion of the first chamber 31 to the lower portion to cool the entire cathode electrolyte, and the cooling degree is the largest at the upper portion and weaker toward the lower portion.

구체적으로, 제1 챔버(31)의 상측에 제1 및 제2 개구부(35, 36)가 형성되고, 제1 챔버(31)의 내벽과 칸막이(34)에 제1 챔버(31)의 높이 방향을 따라 위에서 아래로 복수의 지지판(61, 62, 63)이 고정될 수 있다. 복수의 지지판(61, 62, 63)은 나선 모양으로 배치되거나, 지그재그 패턴으로 배치될 수 있다.Specifically, the first and second openings 35 and 36 are formed on the upper side of the first chamber 31 and the inner wall of the first chamber 31 and the partition 34 are formed in the height direction of the first chamber 31 A plurality of support plates 61, 62 and 63 can be fixed from top to bottom. The plurality of support plates 61, 62 and 63 may be arranged in a spiral pattern or in a zigzag pattern.

도 2에서는 제1 내지 제3 지지판(61, 62, 63)이 지그재그 패턴으로 배치된 경우를 예로 들어 도시하였으나, 지지판(61, 62, 63)의 개수와 설치 위치는 도시한 예로 한정되지 않고 다양하게 변할 수 있다.Although the first to third support plates 61, 62 and 63 are arranged in a staggered pattern in FIG. 2, the number of the support plates 61, 62 and 63 and the installation positions are not limited to the illustrated examples, .

냉각수 튜브(51)는 제1 개구부(35)를 통해 제1 챔버(31) 내부로 유입되고, 제1 지지판(61)과 제2 지지판(62) 및 제3 지지판(63)의 개구부를 순차적으로 통과하면서 제1 챔버(31) 내부를 가로지르도록 배치된다. 이러한 배치 구조는 냉각수 튜브(51)와 음극 전해액의 접촉 면적을 늘려 냉각수와 음극 전해액의 열 교환 효율을 높이는 기능을 한다.The cooling water tube 51 flows into the first chamber 31 through the first opening 35 and the openings of the first support plate 61, the second support plate 62 and the third support plate 63 are sequentially And is disposed so as to traverse the inside of the first chamber 31 while passing therethrough. This arrangement structure increases the heat exchange efficiency between the cooling water and the negative electrode electrolyte by increasing the contact area between the cooling water tube 51 and the negative electrode electrolyte.

제3 지지판(63)의 개구부를 통과한 냉각수 튜브(51)는 곧장 제1 지지판(61)을 거쳐 제2 개구부(36)를 통해 제1 챔버(31) 외부로 인출될 수 있다. 냉각수 튜브(51)로 공급되는 냉각수는 대략 15℃ 내지 20℃의 온도를 가질 수 있으며, 음극 전해액은 냉각수와의 열 교환에 의해 대략 30℃ 내지 32℃의 온도를 유지할 수 있다.The cooling water tube 51 having passed through the opening of the third support plate 63 can be taken out of the first chamber 31 through the second opening 36 directly through the first support plate 61. [ The cooling water supplied to the cooling water tube 51 may have a temperature of approximately 15 ° C to 20 ° C and the cathode electrolyte may maintain a temperature of approximately 30 ° C to 32 ° C by heat exchange with the cooling water.

본 실시예의 레독스 흐름 전지(100)는 전해액 온도 조절부(50)를 이용해 음극 전해액의 온도를 낮춤으로써 스택(20)의 내부 온도를 효과적으로 낮출 수 있다. 그 결과, 반응열에 의한 부반응을 억제하고, 멤브레인(11)과 플로우 프레임(14, 15) 등의 변형을 억제하여 전지 성능을 높일 수 있다.The redox flow cell 100 of the present embodiment can effectively lower the internal temperature of the stack 20 by lowering the temperature of the cathode electrolyte by using the electrolyte temperature regulator 50. [ As a result, side reactions due to the reaction heat can be suppressed, deformation of the membrane 11 and the flow frames 14 and 15 can be suppressed, and battery performance can be improved.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 레독스 흐름 전지 중 전해액 저장 탱크의 단면도이다.4 is a sectional view of an electrolyte storage tank in a redox flow cell according to a second embodiment of the present invention.

도 4를 참고하면, 제2 실시예의 레독스 흐름 전지는 냉각수 튜브(51)가 제1 챔버(31)와 제2 챔버(32)에 걸쳐 설치되는 것을 제외하고 전술한 제1 실시예와 같은 구성으로 이루어진다. 제1 실시예와 같은 부재에 대해서는 같은 도면 부호를 사용한다.4, the redox flow cell of the second embodiment has the same configuration as that of the first embodiment except that the cooling water tube 51 is installed across the first chamber 31 and the second chamber 32 Lt; / RTI > The same reference numerals are used for the same members as in the first embodiment.

제1 챔버(31)의 상측에 제3 개구부(37)가 형성되고, 제1 챔버(31)와 제2 챔버(32) 사이의 칸막이(34) 하측에 제4 개구부(38)가 형성되며, 제2 챔버(32)의 상측에 제5 개구부(39)가 형성될 수 있다. 그리고 제1 챔버(31)의 내벽과 칸막이(34)에 제1 챔버(31)의 높이 방향을 따라 위에서 아래로 복수의 지지판(64, 65)이 고정되고, 제2 챔버(32)의 내벽과 칸막이(34)에 제2 챔버(32)의 높이 방향을 따라 아래에서 위로 복수의 지지판(66, 67)이 고정될 수 있다.A third opening 37 is formed on the upper side of the first chamber 31 and a fourth opening 38 is formed on the lower side of the partition 34 between the first chamber 31 and the second chamber 32, A fifth opening 39 may be formed on the upper side of the second chamber 32. A plurality of support plates 64 and 65 are fixed to the inner wall of the first chamber 31 and the partition 34 along the height direction of the first chamber 31 from top to bottom, A plurality of support plates 66 and 67 may be fixed to the partition 34 along the height direction of the second chamber 32 from below to above.

복수의 지지판(64, 65, 66, 67)은 나선 모양으로 배치되거나 지그재그 패턴으로 배치될 수 있다. 도 4에서는 제1 챔버(31) 내부에 제4 지지판(64)과 제5 지지판(65)이 지그재그 패턴으로 설치되고, 제2 챔버(32) 내부에 제6 지지판(66)과 제7 지지판(67)이 지그재그 패턴으로 설치된 경우를 예로 들어 도시하였으나, 지지판의 개수와 설치 위치는 도시한 예로 한정되지 않는다.The plurality of support plates 64, 65, 66, 67 may be arranged in a spiral pattern or in a zigzag pattern. 4, a fourth support plate 64 and a fifth support plate 65 are installed in a zigzag pattern in the first chamber 31 and a sixth support plate 66 and a seventh support plate 65 67 are provided in a zigzag pattern as an example, the number and position of the support plates are not limited to the illustrated examples.

냉각수 튜브(51)는 제3 개구부(37)를 통해 제1 챔버(31) 내부로 유입되며, 제4 지지판(64)과 제5 지지판(65)의 개구부를 순차적으로 통과하면서 제1 챔버(31) 내부를 가로지르도록 배치된다. 또한 냉각수 튜브(51)는 제4 개구부(38)를 통해 제2 챔버(32) 내부로 유입되고, 제6 지지판(66)과 제7 지지판(67)의 개구부를 순차적으로 통과하면서 제2 챔버(32) 내부를 사선 방향으로 가로지르도록 배치된다. 이후 냉각수 튜브(51)는 제5 개구부(39)를 통해 제2 챔버(32) 외부로 인출된다.The cooling water tube 51 flows into the first chamber 31 through the third opening 37 and flows through the openings of the fourth support plate 64 and the fifth support plate 65 sequentially to the first chamber 31 As shown in FIG. The cooling water tube 51 flows into the second chamber 32 through the fourth opening 38 and sequentially passes through the openings of the sixth support plate 66 and the seventh support plate 67, 32 in the oblique direction. Thereafter, the cooling water tube 51 is drawn out of the second chamber 32 through the fifth opening 39.

냉각수 튜브(51)로 공급된 냉각수는 제1 챔버(31)의 위에서 아래 방향으로 흐르면서 음극 전해액을 냉각시키고, 이후 제2 챔버(32)의 아래에서 위 방향으로 흐르면서 양극 전해액을 냉각시킨다. 냉각수 튜브(51)로 공급되는 냉각수는 대략 15℃ 내지 20℃의 온도를 가질 수 있으며, 음극 전해액과 양극 전해액은 냉각수와의 열 교환에 의해 대략 30℃ 내지 32℃의 온도를 유지할 수 있다.The cooling water supplied to the cooling water tube 51 cools the cathode electrolyte while flowing downward from the top of the first chamber 31 and then flows upward in the lower portion of the second chamber 32 to cool the anode electrolyte. The cooling water supplied to the cooling water tube 51 may have a temperature of approximately 15 ° C to 20 ° C and the cathode electrolyte and the anode electrolyte may maintain a temperature of approximately 30 ° C to 32 ° C by heat exchange with the cooling water.

도 5 내지 도 8은 전해액 온도 조절부를 구비하지 않은 비교예의 레독스 흐름 전지와 제1 실시예에 따른 레독스 흐름 전지의 성능을 비교 실험한 결과 그래프이다.5 to 8 are graphs illustrating the performance of the redox flow cell of the comparative example without the electrolyte temperature regulator and the performance of the redox flow cell of the first embodiment.

도 5와 도 6은 각각 에너지 효율(Energy Efficiency, EE)과 쿨롱 효율(Coulombic Efficiency, CE)을 나타낸다. 도 7과 도 8은 각각 캐패시티(capacity)와 스택의 내부 온도를 나타낸다. 도 5 내지 도 8에서 20℃와 15℃는 냉각수의 온도를 나타낸다.FIGS. 5 and 6 show Energy Efficiency (EE) and Coulombic Efficiency (CE), respectively. Figures 7 and 8 show the capacity and internal temperature of the stack, respectively. In Figs. 5 to 8, 20 캜 and 15 캜 indicate the temperature of the cooling water.

전해액 온도 조절부를 구비하지 않은 비교예의 레독스 흐름 전지에서는 스택의 내부 온도가 최고 40℃까지 상승하며, 이에 따라 스택 내부에서 급격한 부반응이 발생하여 사이클 수가 증가함에 따라 에너지 효율과 쿨롱 효율 및 캐패시티가 모두 감소하는 것을 확인할 수 있다.In the redox flow cell of the comparative example without the electrolyte temperature control part, the internal temperature of the stack rises up to 40 ° C, and as a result, an abrupt side reaction takes place inside the stack, and thus the energy efficiency, the coulomb efficiency and the capacity It can be confirmed that all of them decrease.

반면 전해액 온도 조절부를 구비한 제1 실시예의 레독스 흐름 전지에서는 스택의 내부 온도가 25~30℃를 유지하며, 사이클 수가 증가함에도 에너지 효율과 쿨롱 효율 및 캐패시티가 일정하게 유지되는 것을 확인할 수 있다. 이와 같이 전해액 온도 조절부를 구비한 레독스 흐름 전지는 전지 성능을 저하시키지 지속적으로 유지할 수 있다.On the other hand, in the redox flow cell of the first embodiment having the electrolyte temperature controller, it is confirmed that the internal temperature of the stack is maintained at 25 to 30 ° C. and the energy efficiency, the coulombic efficiency and the capacity are maintained constant even though the cycle number is increased . The redox flow cell having the electrolyte temperature regulator can maintain the battery performance without deteriorating.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Of course.

100: 레독스 흐름 전지 10: 전지 셀
20: 스택 30: 전해액 탱크
31, 32, 33: 제1, 제2, 제3 챔버 34: 칸막이
40: 전해액 순환부 50: 전해액 온도 조절부
51: 냉각수 튜브 52: 냉각수 순환부100: redox flow battery 10: battery cell
20: stack 30: electrolyte tank
31, 32, 33: first, second and third chambers 34: partition
40: electrolytic solution circulating part 50: electrolytic solution temperature adjusting part
51: cooling water tube 52: cooling water circulation part

Claims (8)

복수의 전지 셀이 적층된 스택;
전해액을 저장하는 전해액 탱크;
상기 전해액 탱크의 전해액을 상기 스택으로 공급하고, 상기 스택에서 사용된 전해액을 상기 전해액 탱크로 회수하는 전해액 순환부; 및
상기 전해액 탱크의 내부에 설치되며 냉각수 흐름을 제공하여 전해액과의 열교환을 통해 전해액의 온도를 낮추는 냉각수 튜브를 가지는 전해액 온도 조절부
를 포함하고,
상기 전해액 탱크의 적어도 일부에서 상기 냉각수 튜브의 냉각수 흐름 방향은 상기 전해액 탱크의 전해액 유입 방향과 나란한 레독스 흐름 전지.A stack in which a plurality of battery cells are stacked;
An electrolyte tank storing an electrolytic solution;
An electrolyte circulation unit supplying an electrolyte solution of the electrolyte tank to the stack and recovering the electrolyte solution used in the stack to the electrolyte tank; And
And a cooling water tube provided inside the electrolyte tank and providing a cooling water flow to lower the temperature of the electrolyte through heat exchange with the electrolyte,
Lt; / RTI >
Wherein the cooling water flow direction of the cooling water tube in at least a part of the electrolyte tank is parallel to the electrolyte inflow direction of the electrolyte tank. 제1항에 있어서,
상기 전해액 탱크는 음극 전해액을 저장하는 제1 챔버와, 양극 전해액을 저장하는 제2 챔버와, 제1 챔버와 제2 챔버를 분리시키는 칸막이를 포함하며,
상기 음극 전해액은 상기 제1 챔버의 상부에서 유입되고, 상기 냉각수 튜브는 상기 제1 챔버의 상부로부터 하부를 향하는 냉각수 흐름을 제공하는 레독스 흐름 전지.The method according to claim 1,
Wherein the electrolyte tank comprises a first chamber for storing a cathode electrolyte, a second chamber for storing a cathode electrolyte, and a partition for separating the first chamber and the second chamber,
Wherein the cathode electrolyte is introduced at an upper portion of the first chamber and the cooling water tube provides a cooling water flow downward from an upper portion of the first chamber. 제2항에 있어서,
상기 제1 챔버의 내벽과 상기 칸막이에 지그재그 또는 나선 패턴으로 복수의 지지판이 고정되며,
상기 냉각수 튜브는 위에서 아래로 상기 복수의 지지판을 차례로 통과하면서 상기 제1 챔버의 내부를 가로지르는 레독스 흐름 전지.3. The method of claim 2,
A plurality of support plates are fixed to the inner wall of the first chamber and the partition in a staggered or helical pattern,
Wherein the cooling water tube traverses the interior of the first chamber while sequentially passing through the plurality of support plates from top to bottom. 제1항에 있어서,
상기 전해액 탱크는 음극 전해액을 저장하는 제1 챔버와, 양극 전해액을 저장하는 제2 챔버와, 제1 챔버와 제2 챔버를 분리시키는 칸막이를 포함하며,
상기 음극 전해액은 상기 제1 챔버의 상부에서 유입되고, 상기 냉각수 튜브는 상기 제1 챔버의 상부로부터 하부를 향하는 냉각수 흐름과, 상기 제2 챔버의 하부로부터 상부를 향하는 냉각수 흐름을 순차적으로 제공하는 레독스 흐름 전지.The method according to claim 1,
Wherein the electrolyte tank comprises a first chamber for storing a cathode electrolyte, a second chamber for storing a cathode electrolyte, and a partition for separating the first chamber and the second chamber,
The negative electrode electrolyte is introduced from the upper portion of the first chamber, and the cooling water tube has a cooling water flow from the upper portion of the first chamber to a lower portion, and a cooling water flow from the lower portion of the second chamber to the upper portion Dox flow cell. 제4항에 있어서,
상기 제1 챔버의 내벽과 상기 제2 챔버의 내벽 및 상기 칸막이에 지그재그 또는 나선 패턴으로 복수의 지지판이 고정되고,
상기 칸막이의 하측에 상기 냉각수 튜브를 통과시키기 위한 개구부가 형성되는 레독스 흐름 전지.5. The method of claim 4,
A plurality of support plates are fixed to the inner wall of the first chamber, the inner wall of the second chamber, and the partition in a staggered or helical pattern,
And an opening for passing the cooling water tube is formed below the partition. 제5항에 있어서,
상기 냉각수 튜브는 상기 제1 챔버에서 위로부터 아래로 상기 복수의 지지판을 차례로 통과하면서 상기 제1 챔버의 내부를 가로지른 다음 상기 칸막이의 개구부를 통해 상기 제2 챔버로 이동하고, 상기 제2 챔버에서 아래로부터 위로 상기 복수의 지지판을 차례로 통과하면서 상기 제2 챔버의 내부를 가로지르는 레독스 흐름 전지.6. The method of claim 5,
Wherein the cooling water tube traverses the interior of the first chamber while sequentially passing through the plurality of support plates from top to bottom in the first chamber and then into the second chamber through an opening in the partition, Wherein the plurality of support plates are sequentially passed from bottom to top across the inside of the second chamber. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전해액 탱크는 칸막이에 의해 상기 제2 챔버와 분리되는 제3 챔버를 더 포함하며,
상기 전해액 순환부는,
상기 제1 챔버의 하측과 상기 스택을 연결하는 제1 배관;
상기 스택과 상기 제1 챔버의 상측을 연결하는 제2 배관;
상기 제1 배관에 설치되어 음극 전해액을 순환시키는 제1 펌프;
상기 제2 챔버의 하측과 상기 스택을 연결하는 제3 배관;
상기 스택과 상기 제3 챔버의 상측을 연결하는 제4 배관; 및
상기 제3 배관에 설치되어 양극 전해액을 순환시키는 제2 펌프
를 포함하는 레독스 흐름 전지.7. The method according to any one of claims 2 to 6,
Wherein the electrolyte tank further comprises a third chamber separated from the second chamber by a partition,
The electrolyte circulation unit includes:
A first pipe connecting the lower side of the first chamber and the stack;
A second pipe connecting the stack and the upper side of the first chamber;
A first pump installed in the first pipe to circulate the negative electrode electrolyte;
A third pipe connecting the lower side of the second chamber and the stack;
A fourth pipe connecting the stack and the upper side of the third chamber; And
A second pump installed in the third pipe for circulating the positive electrode electrolyte;
Wherein the redox flow cell comprises: 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전해액 온도 조절부는 상기 전해액 탱크의 외부에서 상기 냉각수 튜브의 양단과 연결되는 냉각수 순환부를 포함하며,
상기 냉각수 순환부는 냉각수를 펌핑하는 제3 펌프와, 냉각수의 온도를 설정 온도로 일정하게 유지시키는 온도 유지부를 포함하는 레독스 흐름 전지.7. The method according to any one of claims 1 to 6,
Wherein the electrolyte temperature regulating unit includes a cooling water circulating unit connected to both ends of the cooling water tube from the outside of the electrolyte tank,
Wherein the cooling water circulation unit includes a third pump for pumping cooling water and a temperature holding unit for keeping the temperature of the cooling water constant at a set temperature.
KR1020130147853A 2013-11-29 2013-11-29 Redox flow battery with temperature controller of electrolyte KR101551929B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130147853A KR101551929B1 (en) 2013-11-29 2013-11-29 Redox flow battery with temperature controller of electrolyte

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130147853A KR101551929B1 (en) 2013-11-29 2013-11-29 Redox flow battery with temperature controller of electrolyte

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150062818A KR20150062818A (en) 2015-06-08
KR101551929B1 true KR101551929B1 (en) 2015-09-09

Family

ID=53500744

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130147853A KR101551929B1 (en) 2013-11-29 2013-11-29 Redox flow battery with temperature controller of electrolyte

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101551929B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021108244A1 (en) * 2019-11-27 2021-06-03 University Of Kansas Flow battery systems and methods of using the same

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102069832B1 (en) * 2016-03-10 2020-01-23 주식회사 엘지화학 Electrolyte reservoir for vanadium redox flow batteries and vanadium redox flow batteries comprising the same
KR102023914B1 (en) * 2017-11-29 2019-09-23 주식회사 에이치투 Module type redox flow battery
KR102495351B1 (en) * 2018-03-16 2023-02-01 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery cell assembly having improved cooling efficiency
CN108899564A (en) * 2018-07-06 2018-11-27 江苏普莱墨斯能源科技有限公司 A kind of MW class energy-accumulating power station flow battery cooling system
CN112702882B (en) * 2019-10-22 2024-01-09 湖北中盛电气有限公司 Two-stage cooling and heat dissipation method of SYQT intelligent dynamic liquid resistance speed regulator
CN110825133A (en) * 2019-10-29 2020-02-21 深圳市裕展精密科技有限公司 Temperature control method, device and computer readable storage medium
KR102308408B1 (en) * 2020-02-18 2021-10-06 주식회사 코리드에너지 Electrolyte heat exchanging structure and redox flow battery system using thereof
WO2021091025A1 (en) * 2019-11-05 2021-05-14 주식회사 코리드에너지 Electrolyte heat-exchange structure and redox flow system using same
CN112952143B (en) * 2020-12-21 2022-05-20 广东三水合肥工业大学研究院 All-vanadium redox flow battery management method and system
KR102589318B1 (en) * 2021-05-27 2023-10-12 연세대학교 산학협력단 Vanadium Redox flow battery for data center and operating method thereof

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013206566A (en) 2012-03-27 2013-10-07 Sumitomo Electric Ind Ltd Heat exchanger for redox flow battery, and redox flow battery

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013206566A (en) 2012-03-27 2013-10-07 Sumitomo Electric Ind Ltd Heat exchanger for redox flow battery, and redox flow battery

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021108244A1 (en) * 2019-11-27 2021-06-03 University Of Kansas Flow battery systems and methods of using the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150062818A (en) 2015-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101551929B1 (en) Redox flow battery with temperature controller of electrolyte
KR100449679B1 (en) Redox battery system and cell stack
US9276274B2 (en) Vanadium flow cell
KR101394255B1 (en) Redox flow battery and operration method of the same
KR101335544B1 (en) Redox flow battery
KR101693826B1 (en) Water electrolysis apparatus and driving method thereof
KR20170132005A (en) Redox flow battery
US10665882B2 (en) Redox flow battery
KR101912183B1 (en) Electrochemical cell
KR20170026564A (en) Multi-stack electrochemical compressor system and method for operating
KR101760983B1 (en) Flow battery and method of preventing mix of the electrolyte
KR101570700B1 (en) Manifold and Redox Flow Battery Including the Same
KR20170105765A (en) Electrolyte reservoir for vanadium redox flow batteries and vanadium redox flow batteries comprising the same
KR102063431B1 (en) A oxidation-reduction flow battery
CN214152955U (en) All-vanadium redox flow battery capable of controlling temperature of electrolyte of all-vanadium redox flow battery
KR20200080950A (en) Redox flow battery using balancing flow path
KR20160064545A (en) Zn-Br Redox Flow Battery System
KR101747491B1 (en) Electrolyte storage unit for Flow battery and Vanadium redox flow battery comprising the same
KR102216144B1 (en) Redox flow battery
US11211617B2 (en) Fuel cell generator system
KR101443209B1 (en) Redox flow battery
US10886543B2 (en) Redox flow battery using electrolyte concentration gradient and operation method thereof
KR20180031998A (en) Apparatus for mixing of electrolyte for redox flow battery
JP6629911B2 (en) Redox flow battery
JP7149623B2 (en) redox flow battery

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180823

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190902

Year of fee payment: 5