KR101570700B1 - Manifold and Redox Flow Battery Including the Same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 레독스 흐름전지의 매니폴드 구조에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 전해액 균등분배유로 구조를 갖는 매니폴드 및 이를 채용하는 레독스 흐름전지에 관한 것이다. 본 발명에 따른 매니폴드는 레독스 흐름전지에 적용 시 전극 전해액이 좌우 대칭되는 유로를 통해 균등하게 분배되어 주입됨으로써 전극과 전해액의 반응성이 향상되고 단위 셀 스택의 성능을 높일 수 있게 된다. 또한 전해액 균등 분배 유로를 따라 전해액의 이동 거리가 길어지게 됨에 따라 전도성을 가지는 수계 전해액의 저항이 증가하게 됨으로써 반응부의 션트 전류(shunt current) 발생을 억제하여 전지의 성능을 향상시킬 수 있다.The present invention relates to a manifold structure of a redox flow cell, and more particularly, to a manifold having an electrolyte homogeneous distribution channel structure and a redox flow cell employing the same. In the manifold according to the present invention, when the electrode manifold is applied to the redox flow cell, the electrode electrolyte is uniformly distributed and injected through the flow path symmetrical to each other, so that the reactivity between the electrode and the electrolyte is improved and the performance of the unit cell stack can be improved. Also, as the travel distance of the electrolytic solution along the electrolytic solution homogeneous distribution channel becomes longer, the resistance of the aqueous electrolytic solution having conductivity is increased, thereby suppressing the generation of shunt current in the reaction unit and improving the performance of the battery.

Description

레독스 흐름전지용 매니폴드 및 이를 포함하는 레독스 흐름전지{Manifold and Redox Flow Battery Including the Same}[0001] The present invention relates to a manifold for a redox flow battery and a redox flow battery including the same,

본 발명은 레독스 흐름전지의 매니폴드 구조에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 전해액 균등분배유로 구조를 갖는 매니폴드 및 이를 채용하는 레독스 흐름전지에 관한 것이다.The present invention relates to a manifold structure of a redox flow cell, and more particularly, to a manifold having an electrolyte homogeneous distribution channel structure and a redox flow cell employing the same.

환경오염 문제로 화석 연료의 사용이 제한됨에 따라 최근 신재생 에너지의 개발 비중이 확대되고 있다. 이에 따라 신재생 에너지 전력 생산의 변동성과 수급시점의 불일치 문제를 극복하기 위하여 전력 저장장치의 개발이 불가피한 상황이다.As the use of fossil fuels is limited due to environmental pollution problems, the proportion of development of new and renewable energy is increasing recently. Therefore, it is inevitable to develop a power storage device to cope with the volatility of new and renewable energy power generation and the inconsistency at the time of supply and demand.

대용량의 전력저장을 위한 이차전지로는 납축전지, NaS전지 그리고 레독스 흐름전지 (RFB, redox flow battery) 등이 있다. 납축전지는 다른 전지에 비해 상업적으로 널리 사용되고 있으나 낮은 효율 및 주기적인 교체로 인한 유지 보수의 비용과 전지 교체 시 발생하는 산업폐기물의 처리문제 등의 단점이 있다. NaS 전지의 경우 에너지 효율이 높은 것이 장점이나 300℃이상의 고온에서 작동하는 단점이 있다. 이에 비해, 레독스 흐름전지는 유지 보수비용이 적고 상온에서 작동가능 하며, 용량과 출력을 각기 독립적으로 설계 할 수 있다는 장점 때문에 최근 많은 연구가 진행되고 있다. Secondary batteries for large-capacity power storage include lead acid batteries, NaS batteries, and redox flow batteries (RFBs). Although lead-acid batteries are widely used commercially in comparison with other batteries, they have disadvantages such as low efficiency and maintenance cost due to periodical replacement and disposal of industrial wastes caused by battery replacement. The NaS battery has a disadvantage in that it operates at a high temperature of 300 ° C or higher, although it has an advantage of high energy efficiency. On the other hand, the redox flow cell has a lot of researches in recent years because it has a low maintenance cost and can operate at room temperature and can design the capacity and output independently of each other.

일반적으로 레독스 흐름전지는 도 1에 도시된 바와 같이 양극 및 양극전해질을 포함하는 양극셀(210), 음극 및 음극전해질을 포함하는 음극셀(220) 및 상기 양극셀과 음극셀 사이에 위치하는 이온교환막(230), 펌프(281)의 구동에 의해 상기 양극셀(210)에 양극전해액을 공급하기 위한 양극전해액이 저장된 양극전해액탱크(280) 및 펌프(291)의 구동에 의해 상기 음극셀(220)에 음극전해액을 공급하기 위한 음극전해액이 저장된 음극전해액탱크(290)를 포함하여 이루어지며, 상기 양극셀과 음극셀의 분리막 등을 직렬 또는 병렬로 다수 적층하고 최외측의 양극 셀과 음극셀 측면에는 집전체와 엔드플레이트가 놓인 구조로 되어 있다. 외부 전해액 탱크로(280, 290)부터 펌프 구동에 의해 전해액이 이동하게 되며, 상기 양극셀에는 양극전해액이, 음극셀에는 음극전해액이 스택으로 이동하게 된다. 양극셀과 음극셀은 통상적으로 각각 다공성 탄소섬유, 바이폴라 플레이트 및 유로를 포함하는 매니폴드로 구성되어 있다. In general, a redox flow cell comprises a cathode cell 210 including a cathode and a cathode electrolyte, a cathode cell 220 including a cathode and an anode electrolyte, and a cathode cell 220 disposed between the anode cell and the cathode cell, By driving the anode electrolytic solution tank 280 and the pump 291 storing the anode electrolytic solution for supplying the anode electrolytic solution to the anode cell 210 by driving the ion exchange membrane 230 and the pump 281, And a negative electrode electrolytic solution tank 290 for storing a negative electrode electrolytic solution for supplying the negative electrode electrolytic solution to the negative and positive electrode cells 220 and 220. The positive electrode cell and the negative electrode cell separator are stacked in series or in parallel, On the side, the collector and the end plate are placed. The electrolytic solution moves from the external electrolytic solution tank 280 and the electrolytic solution tank 290 by the driving of the pump. The anode electrolytic solution moves to the anode cell and the cathode electrolytic solution moves to the cathode stack. The anode and cathode cells are typically comprised of a manifold comprising porous carbon fibers, a bipolar plate and a flow path, respectively.

레독스 흐름전지에서 전해액의 흐름은 굉장히 중요하다. 펌프를 통해 이동된 전해액은 유로를 가지는 매니폴드로 이동하게 되고, 이어서 산화환원 반응부인 전극으로 이동하게 된다. 이 때 전해액의 유량 특성이 균일하지 못할 경우 반응부에서의 속도 차이가 나게 되거나, 반응을 하지 못하는 부분에 의한 과전압이 발생하게 된다. 과전압이 발생하게 되면 스택내부의 온도가 상승하게 되고 석출이 발생하여 유로를 막게 되고, 고체 상태로 석출된 V2O5 (Vanadium oxide)에 의해 전해액의 이동통로인 탄소섬유의 기공을 막거나, 탄소섬유 표면에 코팅되어 전해액과의 반응사이트를 감소시켜 전지 효율을 저하시키게 된다. 뿐만 아니라 석출에 의한 막힘 현상은 내부 압력을 증가시켜 직렬로 연결된 스택의 가스켓 부분을 팽창시킴으로써 누수가 발생된다. 결국 위와 같은 문제로 오작동 및 셧다운 현상이 발생하여 전체적인 시스템에 문제를 일으킬 수 있다.The flow of electrolyte in redox flow cells is very important. The electrolytic solution moved through the pump moves to the manifold having the flow path, and then to the electrode which is the redox reaction part. In this case, if the flow characteristics of the electrolyte are not uniform, there will be a speed difference in the reaction part or an overvoltage due to the part that can not react. When an overvoltage occurs, the temperature inside the stack rises and deposits are generated to block the flow path. V 2 O 5 (vanadium oxide) precipitated in a solid state blocks the pores of the carbon fiber, which is the passage of the electrolyte, It is coated on the surface of the carbon fiber to reduce the site of reaction with the electrolyte solution, thereby deteriorating the cell efficiency. In addition, clogging due to precipitation increases the internal pressure and causes leakage by expanding the gasket portion of the stack connected in series. As a result, malfunctions and shutdown phenomena may occur due to the above problems, which may cause problems in the entire system.

따라서 레독스 흐름전지는 전해액의 유량 특성에 의해 스택의 성능 및 수명이 좌우된다는 점을 알 수 있으며, 이러한 유량 특성을 개선하기 위해 연료전지의 스택 외부에 부가적인 장치를 이용하는 방법이 사용되었으나, 그에 따른 주변 기자재 및 부피 증가에 따라 설치가 용이하지 못한 단점이 있었다. Therefore, it can be seen that the performance and lifetime of the redox flow cell depends on the flow characteristics of the electrolyte. In order to improve the flow characteristics, a method using an additional device outside the stack of the fuel cell is used. And the installation is not easy due to the increase in the surrounding equipment and volume.

현재까지 레독스 흐름전지의 성능 향상을 위해서 전극, 전해액, 바이폴라 플레이트, 멤브레인 등과 같은 소재와 관련된 연구가 활발히 진행되고 있는 반면, 스택 구조에 따른 성능 연구는 주춤한 상태이다. 실재로 소재를 통한 성능 향상보다 스택 구조나 제어방식에 따라 쉽게 성능을 높일 수 있으며, 본 발명은 스택 구조에서 전해액 흐름을 담당하는 매니폴드의 유로 구조를 통해 그 방안을 도출하였다.
In order to improve the performance of the redox flow cell, studies on materials such as electrodes, electrolytes, bipolar plates, and membranes have been actively conducted. The performance can be easily increased according to the stack structure or the control method rather than the performance improvement through the material. The present invention derives the solution through the channel structure of the manifold for the electrolyte flow in the stack structure.

이에, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서 전해액의 유량을 균일하게 분배할 수 있도록 하여 유량 특성을 개선함으로써 레독스 흐름전지의 성능을 향상시킬 수 있는 매니폴드 구조를 제공하는 데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a manifold structure capable of improving the performance of the redox flow cell by improving the flow characteristics by uniformly distributing the flow rate of the electrolyte, There is.

이를 위하여, 본 발명은 전해액 균등분배유로 구조를 갖는 레독스 흐름전지용 매니폴드를 제공한다. To this end, the present invention provides a manifold for a redox flow cell having an electrolyte homogeneous distribution channel structure.

구체적으로 본 발명은 플레이트의 일면 또는 양면에 형성된 것으로서, 전극전해액을 유입 및 배출시키기 위한 전해액 주입구 및 전해액 배출구, 플레이트 내측에 형성되어 펠트 전극과 접촉된 전해액 반응부, 상기 전해액 주입구로부터 주입된 전해액을 전해액 반응부에 공급하기 위한 공급유로 및 상기 전해액 반응부의 전해액을 상기 전해액 배출부로 이송시켜 배출하기 위한 배출유로를 포함하여 이루어지며, 상기 공급유로 또는 배출유로는 전해액 유량을 균등하게 분배하여 공급 또는 배출시킬 수 있도록 전해액 반응부와 연결되는 부분에서 유로가 복수 개 형성되는 균등분배유로 및 균등분배유로와 전해액 반응부를 연결하는 펠트접촉유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름전지용 매니폴드를 제공한다.More particularly, the present invention relates to an electrode assembly for an electrochemical device, which is formed on one side or both sides of a plate, and includes an electrolyte injection port and an electrolyte discharge port for introducing and discharging the electrode electrolyte, an electrolyte reaction part formed inside the plate and in contact with the felt electrode, A supply passage for supplying the electrolyte solution to the electrolyte reaction part, and a discharge flow passage for transferring the electrolyte solution in the electrolyte solution delivery part to the electrolyte discharge part and discharging the electrolyte solution, And a felt contact channel connecting the uniform distribution channel and the electrolyte reaction unit to each other. The manifold for a redox flow cell according to claim 1,

본 발명에 있어서 상기 균등분배유로는 일측단부가 공급유로 또는 배출유로와 연결되고, 상기 공급유로 또는 배출유로와 연결되는 부분에서 전해액 유로가 좌우로 균등하게 분리된 T자형 유로분리부가 복수 개 형성되며, 상기 T자형 유로분리부에서 분리된 복수 개 분배유로의 타측단부는 펠트접촉유로와 연결되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, a plurality of T-shaped flow path separating portions are formed, one end of which is connected to the supply flow path or the discharge flow path, and the electrolyte flow paths are equally separated from each other at a portion connected to the supply flow path or the discharge flow path And the other end of the plurality of distribution channels separated by the T-shaped flow path separation unit is connected to the felt contact channel.

본 발명의 레독스 흐름전지용 매니폴드에서 상기 T자형 유로분리부는 2개 형성될 수 있다.In the manifold for a redox flow battery of the present invention, two T-shaped flow path separation portions may be formed.

본 발명의 레독스 흐름전지용 매니폴드에서 상기 전해액 주입구 또는 전해액 배출구 부분의 단면적과 복수 개의 펠트접촉유로 단면적의 총합이 1 : 1 관계일 수 있다.In the manifold for a redox flow battery of the present invention, the sum of the cross-sectional area of the electrolyte injection port or the electrolyte discharge port and the total cross-sectional area of the plurality of felt contact flow paths may be 1: 1.

본 발명의 레독스 흐름전지용 매니폴드는 전해액 주입구와 전해액 배출구가 플레이트 반대 방향에 위치할 수 있다. 상기 전해액 주입구는 전해액 반응부의 좌측 하단부에 형성되며, 전해액 배출구는 전해액 반응부의 우측 상단부에 형성되는 것일 수 있으며, 반대로 상기 전해액 주입구는 전해액 반응부의 우측 하단부에 형성되며, 전해액 배출구는 전해액 반응부의 좌측 상단부에 형성되는 것일 수 있다.In the manifold for a redox flow battery of the present invention, the electrolyte injection port and the electrolyte discharge port may be located in the opposite direction of the plate. The electrolyte injection port may be formed at the lower left end of the electrolyte reaction part and the electrolyte discharge port may be formed at the upper right end of the electrolyte reaction part. Conversely, the electrolyte injection port may be formed at the lower right end of the electrolyte reaction part, As shown in FIG.

또한 본 발명은 상기한 본 발명에 따른 매니폴드를 포함하여 이루어지는 셀 스택 구조를 제공한다.The present invention also provides a cell stack structure including the manifold according to the present invention.

또한 본 발명은 상기한 본 발명에 따른 매니폴드를 포함하여 이루어지는 레독스 흐름전지를 제공한다.The present invention also provides a redox flow cell comprising the manifold according to the present invention.

구체적으로 본 발명은 전해액 주입구 및 배출구를 갖는 한 쌍의 엔드플레이트, 상기 엔드플레이트 각각의 내측에 위치하는 집전체, 상기 집전체 각각의 내측에 위치하는 것으로서 상기 집전체와 대응되는 면에 바이폴라 플레이트가 안착되고 반대면에 전극이 삽입되는 엔드매니폴드, 상기 엔드매니폴드 사이에 위치하는 매니폴드, 펠트 전극 및 바이폴라 플레이트를 포함하는 셀 스택 구조 및 양극 셀 스택과 음극 셀 스택 사이에 위치하는 분리막을 포함하며, 상기 매니폴드는 전해액 유량을 균등하게 분배하여 공급 또는 배출시킬 수 있도록, 공급유로 또는 배출유로와 전해액 반응부가 연결되는 부분에서 전해액 유로가 복수 개 형성되는 균등분배유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름전지를 제공한다.
More specifically, the present invention relates to a bipolar plate having a pair of end plates each having an electrolyte inlet and an outlet, a current collector located inside each of the end plates, and a bipolar plate located on the inside of each of the current collectors, A cell stack structure including an end manifold which is seated and on which an electrode is inserted, a manifold located between the end manifolds, a felt electrode and a bipolar plate, and a separator located between the anode cell stack and the cathode cell stack Wherein the manifold includes an equal distribution channel in which a plurality of electrolyte flow paths are formed in a portion where the supply flow path or the discharge flow path and the electrolyte reaction portion are connected so that the flow rate of the electrolyte solution can be uniformly distributed and supplied or discharged. Redox flow cell.

본 발명에 따른 매니폴드는 레독스 흐름전지에 적용 시 전극 전해액이 좌우 대칭되는 유로를 통해 균등하게 분배되어 주입됨으로써 전극과 전해액의 반응성이 향상되고 단위 셀 스택의 성능을 높일 수 있게 된다. 또한 전해액 균등 분배 유로를 따라 전해액의 이동 거리가 길어지게 됨에 따라 전도성을 가지는 수계 전해액의 저항이 증가하게 됨으로써 반응부의 션트 전류(shunt current) 발생을 억제하여 전지의 성능을 향상시킬 수 있다.In the manifold according to the present invention, when the electrode manifold is applied to the redox flow cell, the electrode electrolyte is uniformly distributed and injected through the flow path symmetrical to each other, so that the reactivity between the electrode and the electrolyte is improved and the performance of the unit cell stack can be improved. Also, as the travel distance of the electrolytic solution along the electrolytic solution homogeneous distribution channel becomes longer, the resistance of the aqueous electrolytic solution having conductivity is increased, thereby suppressing the generation of shunt current in the reaction unit and improving the performance of the battery.

도 1은 종래 레독스 흐름전지를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레독스 흐름전지의 메니폴드 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레독스 흐름전지의 메니폴드의 균등분배유로 부분을 확대한 도면이다.
도 4는 초고속 카메라를 이용하여 본 발명의 일 실시예에 따른 매니폴드의 유체 흐름을 촬영하여 비교한 사진이다.
도 5는 열화상 카메라를 이용하여 본 발명의 일 실시예에 따른 매니폴드의 열 분포를 촬영하여 비교한 사진이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 매니폴드의 충방전 테스트 결과를 나타낸 그래프이다 (A-기존 매니폴드; B-유량분배 매니폴드; 전류밀도 70 mA/cm2).
도 7은 셀 분해 후 석출 발생 여부를 비교한 사진이다. 1 is a schematic view of a conventional redox flow cell.
2 is a schematic view illustrating a manifold structure of a redox flow cell according to an embodiment of the present invention.
3 is an enlarged view of a uniform distribution channel portion of a manifold of a redox flow cell according to an embodiment of the present invention.
4 is a photograph of a fluid flow of a manifold according to an exemplary embodiment of the present invention taken using an ultra high-speed camera.
5 is a photograph of a thermal distribution of a manifold according to an exemplary embodiment of the present invention taken using a thermal imaging camera.
6 is a graph showing a result of a charge-discharge test of a manifold according to an embodiment of the present invention (A-existing manifold; B-flow distribution manifold; current density 70 mA / cm 2 ).
FIG. 7 is a photograph comparing the occurrence of precipitation after cell decomposition.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.

도 2는 본 발명에 따른 레독스 흐름전지의 메니폴드 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 레독스 흐름전지의 매니폴드(100)는 플레이트(110)의 일면 또는 양면에 형성된 것으로서, 전해액 주입구(120), 전해액 배출구(121), 전해액 반응부(130), 공급유로(140), 배출유로(141), 균등분배유로(150) 및 펠트접촉유로(160)를 포함하여 이루어진다. 2 is a schematic view illustrating a manifold structure of a redox flow cell according to the present invention. 2, the manifold 100 of the redox flow cell according to the present invention is formed on one or both surfaces of the plate 110 and includes an electrolyte injection port 120, an electrolyte discharge port 121, 130, a supply passage 140, a discharge passage 141, an equal distribution passage 150, and a felt contact passage 160.

구체적으로 상기 매니폴드(100)는 전극전해액을 유입시키는 전해액 주입구(120) 및 전극전해액을 배출시키는 전해액 배출구(121), 플레이트 내측에 형성되어 펠트 전극과 접촉된 전해액 반응부(130), 상기 전해액 주입구로부터 주입된 전해액을 전해액 반응부에 공급하기 위한 공급유로(140) 및 상기 전해액 반응부의 전해액을 상기 전해액 배출부로 이송시켜 배출하기 위한 배출유로(141)를 포함하여 이루어지며, 상기 공급유로(140) 또는 배출유로(141)는 전해액 유량을 균등하게 분배하여 공급 또는 배출시킬 수 있도록 하기 위해서, 전해액 반응부(130)와 연결되는 부분에서 유로가 복수 개 형성되는 균등분배유로(150)를 포함하며, 균등분배유로(150)와 전해액 반응부(130)를 연결하는 복수 개의 미세유로로 된 펠트접촉유로(160)를 포함하여 이루어진다.Specifically, the manifold 100 includes an electrolyte injection port 120 through which the electrode electrolyte flows, an electrolyte outlet 121 through which the electrode electrolyte is discharged, an electrolyte reaction unit 130 formed inside the plate and in contact with the felt electrode, A supply passage 140 for supplying the electrolyte solution injected from the injection port to the electrolyte reaction unit and a discharge passage 141 for transferring the electrolyte solution in the electrolyte reaction unit to the electrolyte discharge unit and discharging the electrolyte solution, Or the discharge flow path 141 includes an equal distribution path 150 in which a plurality of flow paths are formed at a portion connected to the electrolyte reaction part 130 so that the flow rate of the electrolyte solution can be evenly distributed and supplied or discharged And a felt contact passage 160 made up of a plurality of microfluidic channels connecting the equal distribution channel 150 and the electrolyte reaction unit 130.

도 3은 본 발명에 따른 레독스 흐름전지의 메니폴드에 포함되는 균등분배유로(150)의 부분 확대도이다. 도 3에 도시된 바와 같이 상기 균등분배유로(150)는 일측단부가 공급유로(140) 또는 배출유로(141)와 연결되고, 상기 공급유로(140) 또는 배출유로(141)와 연결되는 부분에서 전해액 유로가 좌우로 균등하게 분리된 T자형 유로분리부(51, 52)가 복수 개 형성되며, 상기 T자형 유로분리부(51, 52)에서 분리된 복수 개 분배유로의 타측단부는 펠트접촉유로(160)와 연결된다.3 is a partial enlarged view of the equal distribution channel 150 included in the manifold of the redox flow cell according to the present invention. 3, the equal distribution channel 150 is connected at one end thereof to the supply passage 140 or the discharge passage 141 and at a portion connected to the supply passage 140 or the discharge passage 141 A plurality of T-shaped flow path separating portions (51, 52) in which the electrolyte flow paths are uniformly separated from each other are formed, and the other end portions of the plurality of distribution paths separated from the T-shaped flow path separating portions (51, 52) (Not shown).

여기서 전해액은 양극전해액 또는 음극전해액일 수 있다. 달리 말하면, 본 발명에 따른 매니폴드(100)는 레독스 흐름전지에서 양극셀과 음극셀에 모두 적용될 수 있다.Here, the electrolytic solution may be a cathode electrolytic solution or a cathode electrolytic solution. In other words, the manifold 100 according to the present invention can be applied to both anode and cathode cells in redox flow cells.

상기 매니폴드(100)의 몸체를 구성하는 플레이트(110)는 당해 분야에서 일반적으로 사용하는 것을 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들어 상기 플레이트(110)는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스틸렌(PS) 및 염화비닐(PVC)등의 수지를 사용하여 형성된 것일 수 있다. 가격 및 구입의 용이성 등을 고려하면 염화비닐(PVC)를 사용하여 형성된 것이 바람직하다. The plate 110 constituting the body of the manifold 100 may be of any type generally used in the art. For example, the plate 110 may be formed using a resin such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), polystyrene (PS), and vinyl chloride (PVC). It is preferable to use PVC (polyvinyl chloride) in consideration of price and ease of purchase.

상기 전해액 주입구(120), 전해액 배출구(121)는 전체 전지 구조의 엔드플레이트에 형성된 전해액 주입구 및 전해액 배출구와 연결되게 형성되며, 펌프의 구동에 의해 전해액이 유입 및 배출되게 된다. 이때, 상기 엔드플레이트에 형성된 전해액 주입구 및 전해액 배출구는 전해액탱크와 연결되어 있어 펌프의 구동에 의해 전해액탱크에 담겨진 전해액이 순환되며, 그 과정에서 상기 전해액 주입구(120)와 전해액 배출구(121)를 거쳐 순환하게 된다. The electrolyte injection port 120 and the electrolyte discharge port 121 are formed to be connected to an electrolyte injection port and an electrolyte discharge port formed in the end plate of the entire battery structure, and the electrolyte is flowed in and out by driving the pump. At this time, the electrolyte injection port and the electrolyte discharge port formed on the end plate are connected to the electrolyte tank, and the electrolyte solution contained in the electrolyte tank is circulated by the driving of the pump. In the course of the operation, the electrolyte injection port 120 and the electrolyte discharge port 121 .

상기 플레이트(110)의 내측에는 전해액 반응부(130)가 형성되는데, 상기 전해액 반응부(130)에는 펠트전극, 즉 양극펠트전극 또는 음극펠트전극이 부착될 수 있다. 펠트전극의 부착이 용하도록 하기 위하여 상기 전해액 반응부(130)는 상기 플레이트(110)에 홈을 형성할 수 있으며, 상기 홈에는 상기 펠트전극이 삽입되어 고정될 수 있다. 상기 전해액 반응부(130)에서는 펠트전극에 전극 전해액이 흐르면서 산화환원반응이 일어나게 된다.An electrolyte reaction part 130 is formed inside the plate 110. A felt electrode, that is, an anode felt electrode or a cathode felt electrode, may be attached to the electrolyte reaction part 130. [ In order to allow the attachment of the felt electrode, the electrolyte reaction unit 130 may form a groove in the plate 110, and the felt electrode may be inserted and fixed in the groove. In the electrolyte reaction unit 130, a redox reaction occurs as the electrode electrolyte flows through the felt electrode.

상기 전해액 반응부(130)는 상기 전해액 주입구(120)로부터 주입된 전해액을 공급받기 위한 공급유로(140), 상기 전해액 반응부(130)의 전해액을 상기 전해액 배출구(121)로 이송시켜 배출하기 위한 배출유로(141)와 각각 연결되어 있다. The electrolyte reaction unit 130 includes a supply flow path 140 for receiving the electrolyte injected from the electrolyte injection port 120 and an electrolyte solution transferring unit 130 for transferring the electrolyte solution from the electrolyte reaction unit 130 to the electrolyte discharge port 121 And is connected to the discharge passage 141 respectively.

본 발명에 따르면, 상기 공급유로(140)와 배출유로(141)가 상기 전해액 반응부(130)와 연결되는 부분에는 전해액 유량을 균등하게 분배하여 전해액 반응부(130)로 공급하거나, 전해액 반응부(130)로부터 배출시킬 수 있도록 하기 위하여, 전해액 유로가 복수 개 형성되는 균등분배유로(150)가 형성된다.According to the present invention, the flow rate of the electrolytic solution is equally divided and supplied to the electrolyte reaction part 130 at a portion where the supply flow path 140 and the discharge flow path 141 are connected to the electrolyte reaction part 130, A uniform distribution channel 150 in which a plurality of electrolytic solution flow paths are formed is formed.

구체적으로 이와 같은 균등분배유로(150)는 일측단부가 공급유로(140) 또는 배출유로(141)와 연결되고, 상기 공급유로(140) 또는 배출유로(141)와 균등분배유로(150)가 연결되는 부분에서 좌우로 균등하게 분리된 T자형 유로분리부(51, 52)가 복수 개 형성되며, 상기 T자형 유로분리부(51, 52)에서 분리된 복수 개 분배유로의 타측단부는 펠트접촉유로(160)와 연결되도록 형성된다.Specifically, such an equal distribution channel 150 has one end connected to the supply passage 140 or the discharge passage 141, and the supply passage 140 or the discharge passage 141 and the equal distribution passage 150 are connected A plurality of T-shaped flow path separating portions 51 and 52 that are uniformly separated from each other in the left-to-right direction are formed in the T-shaped flow path separating portions 51 and 52. The other end portions of the plurality of distribution paths, (Not shown).

이와 같은 T자형 유로분리부(50, 51)가 형성된 균등분배유로(150)를 포함하여 이루어지는 경우 레독스 흐름전지의 펌프 가동으로 전해액이 공급유로(140)를 통해 전해액 반응부(130)로 유입될 때, 전해액 유량을 균일하게 분배함으로써 전해액 반응부(130)에서 반응 속도를 균일하게 제어할 수 있으며, 반응을 하지 못하는 부분에서 과전압이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 결과적으로 레독스 흐름전지의 전체적인 성능을 현저히 향상시킬 수 있다. 즉, 균등분배유로(150)를 통해 전해액 반응부(130)에 전해액이 균일하게 유입되고, 균일하게 배출될 수 있도록 함으로써 펠트 전극과 전해액의 반응이 균일하게 이루어질 수 있도록 함으로써, 종래 반응이 일어나지 않은 부분에서 과전압이 발생하여 산화바나듐(V2O5)과 같은 고체 석출이 발생하여 전지 효율을 저하시키는 문제를 해결할 수 있게 된다. When the T-shaped flow path separators 50 and 51 are formed and the equal distribution channel 150 is formed, when the redox flow cell is pumped, the electrolyte flows into the electrolyte reaction unit 130 through the supply flow path 140 The reaction rate can be uniformly controlled in the electrolyte reaction unit 130 by uniformly distributing the flow rate of the electrolytic solution and it is possible to prevent the overvoltage from occurring in the portion where the reaction can not be performed, The overall performance can be significantly improved. That is, since the electrolyte is uniformly introduced into the electrolyte reaction unit 130 through the even distribution channel 150 and can be uniformly discharged, the reaction between the felt electrode and the electrolytic solution can be made uniform, (V 2 O 5 ) is generated due to an overvoltage generated in the portion of the battery, thereby lowering the battery efficiency.

이 때 상기 균등분배유로(150)의 유로분리부(50, 51)는 전해액 유로가 좌우로 균등하게 분배될 수 있도록 하는 것으로서, 1개 이상 형성될 수 있으며, 바람직하게는 도 3에 도시된 바와 같이 제1유로분리부(50) 및 제2유로분리부(51)로 형성되어 전해액이 보다 고르게 분배될 수 있도록 하는 것이 좋다.At this time, the flow path separators 50 and 51 of the equal distribution channel 150 may be formed to distribute the electrolyte flow paths evenly to the left and right, and may be formed at least one, It is preferable that the first flow path separating portion 50 and the second flow path separating portion 51 are formed so that the electrolyte can be more evenly distributed.

또한, 전해액 주입구(120)로부터 유입되는 전해액의 유량이 전해액 반응부(130)에 동일한 속도로 공급될 수 있도록 하기 위하여, 균등분배유로(150)와 전해액 반응부(130)가 연결되는 부분에 형성되는 복수 개의 펠트접촉유로(160)의 단면적의 총합과 전해액 주입구(120) 단면적을 1 : 1 관계로 하여 압력 차이를 없애는 것이 바람직하다. 이와 같이 전해액 반응부(130)로부터 배출되는 전해액의 유량이 전해액 배출구(121)에서 동일한 속도로 배출될 수 있도록 하기 위하여, 복수 개의 펠트접촉유로(161)의 단면적의 총합과 전해액 배출구(121) 단면적이 1 : 1 관계인 것이 바람직하다. In order that the flow rate of the electrolytic solution introduced from the electrolyte injection port 120 may be supplied to the electrolyte reaction unit 130 at the same speed, Sectional area of the plurality of felt contact channels 160 and the cross-sectional area of the electrolyte injection port 120 in a 1: 1 relationship. In order to allow the flow rate of the electrolyte discharged from the electrolyte reaction unit 130 to be discharged at the same rate as the electrolyte discharge port 121, the sum of the sectional areas of the plurality of felt contact paths 161 and the total area of the electrolyte discharge ports 121 Is in a 1: 1 relationship.

본 발명에서 상기 전해액 주입구(120)와 전해액 배출구(121)는 플레이트(110) 반대 방향에 위치하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 전해액 주입구(120)는 전해액 반응부(130)의 좌측 하단부에 형성되며, 전해액 배출구(121)는 전해액 반응부(130)의 우측 상단부에 형성된 것일 수 있다. 또한, 상기 전해액 주입구(120)는 전해액 반응부(130)의 우측 하단부에 형성되며, 전해액 배출구(121)는 전해액 반응부(130)의 좌측 상단부에 형성된 것일 수 있다.In the present invention, it is preferable that the electrolyte injection hole 120 and the electrolyte discharge hole 121 are located in a direction opposite to the plate 110. That is, the electrolyte injection port 120 is formed at the left lower end of the electrolyte reaction unit 130, and the electrolyte discharge port 121 is formed at the upper right end of the electrolyte reaction unit 130. The electrolyte injection port 120 may be formed at the lower right end of the electrolyte reaction unit 130 and the electrolyte discharge port 121 may be formed at the upper left end of the electrolyte reaction unit 130.

상기와 같은 구조의 균등분배유로(150)를 포함하여 이루어지는 매니폴드(100)는 레독스 흐름전지에 유용하게 사용될 수 있으며, 이와 같은 구조의 매니폴드(100)를 포함하는 레독스 흐름전지는 전해액 주입구(120)로 유입되거나 전해액 배출구(121)로부터 배출되는 전해액의 유량 특성을 제어함으로써, 산화환원 반응이 균일하게 이루어질 수 있도록 하여 전지의 효율을 증폭시킬 수 있다.The manifold 100 including the uniform distribution channel 150 of the above structure can be usefully used in a redox flow cell, and the redox flow cell including the manifold 100 having such a structure, By controlling the flow rate characteristics of the electrolyte flowing into the injection port 120 or discharged from the electrolyte outlet 121, the redox reaction can be performed uniformly and the efficiency of the battery can be amplified.

본 발명에 따르면, 상기 전해액 반응부와 공급유로 및 배출유로는 상기 플레이트의 일면에 형성되고, 배면에는 바이폴라 플레이트가 부착될 수 있다. 예를 들어 상기 바이폴라 플레이트는 양극 매니폴드 또는 음극 매니폴드의 후면에 밀착되게 형성되거나, 상기 플레이트의 배면에 배면홈을 형성하고, 상기 배면홈에 바이폴라플 레이트를 삽입할 수도 있다. 이때 상기 바이폴라플레이트는 전해액이 넘어가는 현상을 방지하기 위하여 상기 전해액 반응부보다 더 큰 면적을 갖는 것이 바람직하다.
According to the present invention, the electrolyte reaction part, the supply passage and the discharge passage are formed on one surface of the plate, and a bipolar plate may be attached on the back surface. For example, the bipolar plate may be formed in close contact with the rear surface of the anode manifold or the cathode manifold, or may be formed with a back groove on the back surface of the plate, and a bipolar plate may be inserted into the back groove. At this time, the bipolar plate preferably has a larger area than the electrolyte reaction part in order to prevent the electrolytic solution from overflowing.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in order to facilitate understanding of the present invention. However, the following examples are provided only for the purpose of easier understanding of the present invention, and the present invention is not limited by the examples.

실시예 1.Example 1.

레독스 흐름전지의 유량특성을 확인하기 위해 기존의 매니폴드와 본 발명에 따른 균등분배유로 구조가 형성된 매니폴드에서 전해액 흐름을 비교하였다. 투명 아크릴로 매니폴드를 제작하여 유로를 따라 흐르는 전해액을 육안으로 관찰할 수 있게 하였으며, 동일한 압력을 가지는 펌프를 이용하여 전해액의 흐름을 파악한 결과를 도 4에 나타내었다.In order to confirm the flow characteristics of the redox flow cell, electrolyte flow was compared between a conventional manifold and a manifold having a uniform distribution channel structure according to the present invention. A manifold made of transparent acrylic resin was used to visually observe the electrolyte flowing along the flow path. The flow of the electrolyte solution was measured using a pump having the same pressure as shown in FIG.

그 결과, 도 4에 나타낸 바와 같이 기존의 유로를 가진 매니폴드의 경우 균등분배유로 구조를 지니고 있지 않아 부분적으로 전해액의 이동이 원활하지 못한 것을 알 수 있었으며, 그에 비해 균등분배유로 구조를 가지는 매니폴드의 경우 모든 곳에서 유체의 흐름이 균일하게 나타나는 것을 확인하였다.
As a result, as shown in FIG. 4, in the case of the manifold having the conventional flow path, it was found that the electrolyte did not move smoothly because the homogeneous distribution channel structure was not provided. On the other hand, , It was confirmed that the flow of fluid was uniformly appeared everywhere.

실시예 2.Example 2.

상기 실시예 1에서 비교한 매니폴드의 전해액 분포를 보다 명확히 확인하기 위하여, 열화상 카메라를 이용하여 유체 흐름에 따른 열 분포를 확인하였다.In order to more clearly confirm the distribution of the electrolytes of the manifolds compared with those of Example 1, the thermal distribution according to the fluid flow was confirmed by using a thermal camera.

그 결과, 도 5에 나타낸 바와 같이 기존의 매니폴드의 경우 높은 온도의 유체가 지나갈 때 온도 변화가 부분적으로 다른 반면, 본 발명에 따른 매니폴드의 경우 전반적으로 균일한 열 분포를 갖는 것을 확인할 수 있었다.
As a result, as shown in FIG. 5, in the case of the conventional manifold, the temperature change is partially different when the high-temperature fluid passes, while the manifold according to the present invention has an overall uniform heat distribution .

실시예 3.Example 3.

상기 실시예 1 및 실시예 2를 통해 균등분배유로 구조를 갖는 매니폴드에서는 유체의 흐름과 분배가 균일하게 이루어지는 것을 확인할 수 있었으며, 이를 레독스 흐름전지에 적용하였을 때 성능 시험을 위해 1/20로 축소된 레독스 흐름전지를 이용하여 충방전 테스트를 진행하였다. 레독스 흐름전지의 충방전 특성을 확인하기 위해 기존의 매니폴드와 본 발명에 따른 균등분배 유로구조가 형성된 매니폴드를 이용하였다. 실험에 사용된 전해액은 바나듐을 사용하였으며, 양극 V4+ 음극 V3+를 전해탱크에 70 ml을 넣었으며, 맥동펌프를 이용하여 스택으로 이송할 수 있게 하였다. 실험을 진행하기 위한 유량은 1분 동안 모든 전해액이 흐를 수 있게 70 ml/min으로 하였다. 단셀에 사용된 집전체는 전기전도율이 좋은 구리판(두께 1 mm)을 사용하였으며, 전해액에 따른 집전체의 부식을 방지하기 위해 그라파이트 플레이트를 전해액이 흐르는 부분에 위치하였다. 스택내부에서 전해액이 흐를 수 있게 기존의 매니폴드와 균등분배 유로 구조가 형성된 매니폴드를 사용하였으며, 전극 면적은 5 x 6 (30 cm2)로 전극은 친수성을 지닌 다공성 탄소섬유를 사용하였다. 충전과 방전시 H+이 이동할 수 있게 분리막은 양이온 교환막을 사용하였으며, 이때 사용된 분리막의 두께는 약 120 ㎛를 이용하여 셀을 구성하였다. 구성된 셀의 충-방전 실험을 하기 위해 Maccor 4000 series를 사용하였다. 충방전 전압 범위는 충전 1.6 V 및 방전 0.8 V 로, 전류밀도는 전극 면적당 40 mA 로 충방전을 진행하였다. Through the above-described Example 1 and Example 2, it was confirmed that the flow and the distribution of the fluid were uniformly performed in the manifold having the uniform distribution channel structure, and when it was applied to the redox flow cell, it was 1/20 Charge and discharge tests were carried out using a reduced redox flow cell. In order to confirm the charging and discharging characteristics of the redox flow cell, a conventional manifold and a manifold having a uniform distribution channel structure according to the present invention were used. The electrolytic solution used in the experiment was vanadium, and the anode V 4 + cathode V 3+ was placed in the electrolytic tank in an amount of 70 ml, and was transported to the stack using a pulsation pump. The flow rate for the experiment was set at 70 ml / min so that all electrolytes could flow for 1 minute. The collector used in the single cell was a copper plate (1 mm in thickness) having a good electrical conductivity. In order to prevent corrosion of the current collector due to the electrolyte, a graphite plate was placed in a portion where the electrolyte flows. A conventional manifold and a uniform distribution channel structure were used to allow the electrolyte to flow through the stack. The electrode area was 5 x 6 (30 cm 2 ) and the electrodes were made of porous carbon fibers with hydrophilic properties. A cation exchange membrane was used as a separator to allow H + to move during charging and discharging. The thickness of the separator used was 120 μm. Maccor 4000 series was used for charge / discharge test of the cell. The charging and discharging voltage ranges were 1.6 V for charging and 0.8 V for discharging, and the current density was charged and discharged at 40 mA per electrode area.

그 결과, 도 6에 나타난 바와 같이 기존의 매니폴드를 이용한 레독스 흐름전지보다 본 발명의 매니폴드를 이용한 레독스 흐름전지에서 낮은 IR drop이 일어나는 것을 확인할 수 있었으며, 이는 매니폴드의 모든 부분에서 반응이 제대로 이루어져 과전압이 발생이 감소했기 때문인 것으로 판단된다. 또한, 같은 양의 전해액을 사용하여 동일한 전류밀도로 충방전을 실시하였을 때, 본 발명의 매니폴드를 사용한 레독스 흐름전지에서 보다 높은 용량과 효율을 갖는 것을 확인하였다. As a result, as shown in FIG. 6, it was confirmed that a lower IR drop occurred in the redox flow cell using the manifold of the present invention than in the redox flow cell using the conventional manifold, This is due to the fact that the overvoltage is reduced due to the proper function. Further, when the same amount of electrolyte was used to charge and discharge at the same current density, it was confirmed that the redox flow cell using the manifold of the present invention had higher capacity and efficiency.

또한, 도 7에 나타난 바와 같이 충방전 테스트 후에, 기존의 매니폴드에서는 고체 석출에 의한 유로막힘 현상과 다공성 탄소전극의 기공 막힘 현상이 발견되어, 결과적으로 유체 흐름이 방해되고 전해액과 전극의 반응성이 저하되었으나, 본 발명에 따른 매니폴드에서는 과전압에 의한 석출이 전혀 발생하지 않았다. 따라서 본 발명은 장기적인 측면에서 효율을 상승시키고, 셀의 성능 저하를 줄이고, 수명을 길게 할 수 있다고 생각된다.
Also, as shown in FIG. 7, after the charge / discharge test, in a conventional manifold, channel clogging due to solid precipitation and pore clogging of the porous carbon electrode were found. As a result, fluid flow was disturbed and reactivity of the electrolyte and the electrode However, in the manifold according to the present invention, no precipitation by overvoltage occurred at all. Therefore, it is considered that the present invention can increase the efficiency in the long-term, reduce the performance deterioration of the cell, and prolong the service life.

상기에서 본 발명은 첨부된 도면을 일예로 하여 설명하였으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로서, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 당업자라면 이로부터 다양한 형태의 변경 및 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명은 첨부된 청구 범위의 사상 및 범위 내에 속하는 그러한 모든 대안들, 수정들, 및 변형들, 및 변경들을 포괄적으로 포함한다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be possible. Accordingly, the invention encompasses all such alternatives, modifications and variations that fall within the spirit and scope of the appended claims.

100 : 매니폴드 110 : 플레이트
120 : 전해액 주입구 121 : 전해액 배출구
130 : 전해액 반응부 140 : 전해액 공급유로
141 : 전해액 배출유로 150, 151 : 균등분배유로
160, 161 : 펠트접촉유로
50 : 제1유로분리부 51 : 제2유로분리부
210 : 양극셀 220 : 음극셀
230 : 이온교환막 280 : 양극전해액탱크
281 : 양극전해액 펌프 290 : 음극전해액탱크
291 : 음극전해액 펌프 100: manifold 110: plate
120: electrolyte inlet 121: electrolyte outlet
130: electrolyte reaction part 140: electrolyte supply path
141: electrolyte discharge pathway 150, 151: equal distribution pathway
160, 161: Felt contact passage
50: first flow path separator 51: second flow path separator
210: anode cell 220: cathode cell
230: ion exchange membrane 280: anode electrolyte tank
281: Positive Electrolyte Pump 290: Negative Electrolyte Tank
291: cathode electrolyte pump

Claims (11)

플레이트의 일면 또는 양면에 형성된 것으로서,
전극전해액을 유입 및 배출시키기 위한 전해액 주입구 및 전해액 배출구;
플레이트 내측에 형성되어 펠트 전극과 접촉된 전해액 반응부;
상기 전해액 주입구로부터 주입된 전해액을 전해액 반응부에 공급하기 위한 U자형 공급유로; 및
상기 전해액 반응부의 전해액을 상기 전해액 배출부로 이송시켜 배출하기 위한 U자형 배출유로;를 포함하여 이루어지며,
상기 U자형 공급유로 및 U자형 배출유로 각각은 T자형 유로분리부를 갖는 균등분배유로를 통해 전해액 반응부와 각각 연결되고, 이때 상기 T자형 유로분리부는 제1유로분리부, 이로부터 한 쌍의 균등분배유로와 제2분배유로가 분지되며, 상기 제2분배유로로부터 한 쌍의 균등분배유로가 분지된 구조를 가지고,
상기 균등분배유로와 전해액 반응부 사이에 복수 개의 펠트접촉유로가 배치되며, 상기 복수 개의 펠트접촉유로의 단면적은 전해액 주입구 또는 전해액 배출구 부분의 단면적과 1:1의 비율을 만족하는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름전지용 매니폴드.Which is formed on one or both surfaces of the plate,
An electrolyte injection port and an electrolyte discharge port for introducing and discharging the electrode electrolyte;
An electrolyte reaction part formed inside the plate and in contact with the felt electrode;
A U-shaped supply passage for supplying the electrolyte solution injected from the electrolyte injection port to the electrolyte reaction section; And
And a U-shaped discharge passage for discharging the electrolyte solution in the electrolyte solution discharge portion to the electrolyte discharge portion,
The U-shaped supply passage and the U-shaped discharge passage are respectively connected to the electrolyte reaction portion through an equal distribution passage having a T-shaped passage separating portion, wherein the T-shaped passage separating portion includes a first passage separating portion, Wherein a distribution channel and a second distribution channel are branched and a pair of equal distribution channels are branched from the second distribution channel,
Wherein a plurality of felt contact paths are disposed between the equal distribution passage and the electrolyte reaction part, and a cross-sectional area of the plurality of felt contact paths satisfies a ratio of 1: 1 to the cross-sectional area of the electrolyte injection hole or the electrolyte discharge part. Manifold for the doff flow battery. 제 1항에 있어서,
상기 T자형 유로분리부에서 분리된 복수 개 분배유로의 타측 단부는 펠트접촉유로와 연결되는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름전지용 매니폴드.The method according to claim 1,
And the other end of the plurality of distribution channels separated by the T-shaped flow path separation unit is connected to the felt contact channel. 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 매니폴드는 전해액 주입구와 전해액 배출구가 플레이트 반대 방향에 위치하는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름전지용 매니폴드.The method according to claim 1,
Wherein the manifold has an electrolyte injection port and an electrolyte discharge port in a direction opposite to the plate. 제 5항에 있어서,
상기 전해액 주입구는 전해액 반응부의 일측에 형성되며, 전해액 배출구는 전해액 반응부의 타측에 형성되는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름전지용 매니폴드.6. The method of claim 5,
Wherein the electrolyte injection port is formed on one side of the electrolyte reaction part and the electrolyte discharge port is formed on the other side of the electrolyte reaction part. 삭제delete 제 1항, 2항, 5항 및 6항 중 어느 한 항의 레독스 흐름전지용 매니폴드, 펠트전극 및 바이폴라 플레이트를 포함하는 셀 스택 구조.A cell stack structure comprising a manifold for a redox flow cell, a felt electrode and a bipolar plate according to any one of claims 1, 2, 5 and 6. 삭제delete 제1,2,5,6항 중 어느 한 항의 레독스 흐름전지용 매니폴드를 포함하는 레독스 흐름전지.A redox flow cell comprising a manifold for a redox flow cell of any one of claims 1, 2, 5, and 6. 전해액 주입구 및 배출구를 갖는 한 쌍의 엔드플레이트,
상기 엔드플레이트 각각의 내측에 위치하는 집전체, 상기 집전체 각각의 내측에 위치하는 것으로서 상기 집전체와 대응되는 면에 바이폴라 플레이트가 안착되고 반대면에 전극이 삽입되는 엔드매니폴드,
상기 엔드매니폴드 사이에 위치하는 매니폴드, 펠트 전극 및 바이폴라 플레이트를 포함하는 셀 스택 구조, 및
양극 셀 스택과 음극 셀 스택 사이에 위치하는 분리막을 포함하며,
상기 매니폴드는 전해액 유량을 균등하게 분배하여 공급 또는 배출시킬 수 있도록, U자형 공급유로 및 U자형 배출유로와 전해액 반응부가 연결되는 부분에 복수 개 형성되는 균등분배유로 및 균등분배유로와 전해액 반응부를 연결하는 펠트접촉유로를 포함하고,
상기 U자형 공급유로 및 U자형 배출유로 각각은 T자형 유로분리부를 갖는 균등분배유로를 통해 전해액 반응부와 각각 연결되고,
상기 T자형 유로분리부는 제1유로분리부, 이로부터 한 쌍의 균등분배유로와 제2분배유로가 분지되며, 상기 제2분배유로로부터 한 쌍의 균등분배유로가 분지된 구조를 가지고,
상기 균등분배유로와 전해액 반응부 사이에 복수 개의 펠트접촉유로가 배치되며, 상기 복수 개의 펠트접촉유로의 단면적은 전해액 주입구 또는 전해액 배출구 부분의 단면적과 1:1의 비율을 만족하는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름전지.A pair of end plates each having an electrolyte injection port and a discharge port,
An end manifold positioned inside each of the end plates, an end manifold positioned inside each of the current collectors and having a bipolar plate mounted on a surface corresponding to the current collector and an electrode inserted on the opposite surface,
A cell stack structure including a manifold positioned between the end manifolds, a felt electrode and a bipolar plate, and
And a separator disposed between the anode cell stack and the cathode cell stack,
The manifold includes an even distribution channel and an equal distribution channel in which a plurality of U-shaped supply channels and U-shaped discharge channels are connected to an electrolyte reaction unit, and an electrolyte reaction unit, And a felted contact passage for connecting,
The U-shaped supply passage and the U-shaped discharge passage are respectively connected to the electrolyte reaction portion through the equal distribution passage having the T-shaped passage separating portion,
Wherein the T-shaped flow path separation portion has a first flow path separation portion, a pair of equal distribution flow paths and a second distribution flow path branched therefrom, and a pair of equal distribution flow paths branched from the second distribution flow path,
Wherein a plurality of felt contact paths are disposed between the equal distribution passage and the electrolyte reaction part, and a cross-sectional area of the plurality of felt contact paths satisfies a ratio of 1: 1 to the cross-sectional area of the electrolyte injection hole or the electrolyte discharge part. Dox flow cell.
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