KR101782214B1 - Electrolyte tank for redox flow battery - Google Patents

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KR101782214B1
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이지영
김재민
예희창
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오씨아이 주식회사
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Abstract

레독스 흐름 전지용 전해액 탱크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전해액의 용량 변화를 정밀하게 감지할 수 있도록 하는 레독스 흐름 전지용 전해액 탱크에 관하여 개시한다.
본 발명은 스택으로 공급되는 전해액이 순환되며 저장되는 주전해액 탱크; 상기 주전해액 탱크에서 상기 스택으로 전해액을 공급하는 전해액 공급구; 상기 스택에서 배출되는 전해액이 회수되는 전해액 회수구; 상기 주전해액 탱크와 연통되는 액면 측정용 보조탱크; 및 상기 액면 측정용 보조탱크 내부에 저장된 전해액의 수위를 측정하는 수위센서;를 포함하는 레독스 흐름 전지용 전해액 탱크를 제공한다.The present invention relates to an electrolyte tank for a redox-flow battery, and more particularly, to an electrolyte tank for a redox-flow battery capable of precisely detecting a change in capacity of the electrolyte.
The present invention relates to an electrolytic cell comprising a main electrolytic solution tank in which an electrolytic solution supplied to a stack is circulated and stored; An electrolyte solution supply port for supplying an electrolyte solution to the stack in the main electrolyte tank; An electrolyte recovery port through which the electrolyte discharged from the stack is recovered; An auxiliary tank for measuring liquid level communicating with the main electrolyte tank; And a water level sensor for measuring a water level of the electrolytic solution stored in the liquid level measurement auxiliary tank.

Description

레독스 흐름 전지용 전해액 탱크{ELECTROLYTE TANK FOR REDOX FLOW BATTERY}ELECTROLYTE TANK FOR REDOX FLOW BATTERY <br> <br> <br> Patents - stay tuned to the technology ELECTROLYTE TANK FOR REDOX FLOW BATTERY

본 발명은 레독스 흐름 전지용 전해액 탱크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전해액의 용량 변화를 정밀하게 감지할 수 있도록 하는 레독스 흐름 전지용 전해액 탱크에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrolyte tank for a redox-flow battery, and more particularly, to an electrolyte tank for a redox-flow battery capable of precisely detecting a change in capacity of the electrolyte.

최근 들어 바나듐 레독스-흐름 전지는 태양광 발전, 풍력 발전 등의 간헐적인 자연에너지를 이용하고 있는 발전 시스템의 원활한 운전을 위한 대용량 전력저장 또는 비상 전원용으로 기술 개발이 진행되고 있다.In recent years, the vanadium redox-flow battery is being developed for large capacity power storage or emergency power source for smooth operation of power generation system using intermittent natural energy such as solar power generation and wind power generation.

바나듐 레독스-흐름 전지는 충전시에는 양극에서 4가 바나듐 이온이 5가 바나듐 이온으로, 음극에서는 3가 바나듐 이온이 2가로 변환되고, 방전시에는 역으로 바나듐 이온의 가수가 변화하여 충전 및 방전이 진행된다.
In the vanadium redox-flow battery, tetravalent vanadium ions are converted into 5-valent vanadium ions at the anode, and 3-valent vanadium ions at the cathode are transversely transformed at the anode, and the valence of the vanadium ions is reversely changed at the discharge, .

바나듐 레독스 흐름 전지의 운전시 바나듐의 비대칭적인 크로스오버로 인해 용량 감소가 발생한다. 이 때 바나듐의 이동 정도를 검지하여 전해액을 특정 방향으로 인위적으로 이동해 주면, 감소된 용량을 회복해 줄 수 있다.
During the operation of the vanadium redox flow cell, asymmetrical crossover of vanadium causes a capacity decrease. At this time, if the movement degree of the vanadium is detected and the electrolytic solution is artificially moved in a specific direction, the reduced capacity can be recovered.

일본등록특허 3231273호 (등록일자 2001년 9월 14일, 이하 선행특허 1) Japanese Patent No. 3231273 (filed on September 14, 2001, hereinafter referred to as prior art 1)

선행특허 1은 레독스 흐름 전지의 충전 상태를 검지하는 수단에 의해 충전 상태를 검지하여, 전지의 충전 상태가 기준 상태 보다 낮을 때, 탱크를 연결하고 있는 연통관의 밸브를 개방하여 양 탱크의 전해액의 양을 동일하게 조절하는 밸브 개폐 기구를 갖추는 전지에 대한 기술이다.
In the prior art 1, the charging state is detected by the means for detecting the state of charge of the redox-flow battery, and when the state of charge of the battery is lower than the reference state, the valve of the communicating pipe connecting the tank is opened, And a valve opening / closing mechanism for controlling the amount of the same.

일본등록특허 5027384호 (등록일자 2012년 6월 29일, 이하 선행특허 2) Japanese Patent No. 5027384 (registered on June 29, 2012, hereinafter referred to as prior patent 2)

선행특허 2는 전지와 탱크 사이를 연결하는 순환유로의 전해액 온도를 온도 측정 수단에 의하여, 측정 결과가 규정 온도 보다 낮은 경우에, 전해액의 연통관에 있는 개폐수단을 열어서 전해액을 혼합시켜서 규정 온도 이상이 되게 하는 기술에 관한 것이다.
In the prior art 2, when the measurement result is lower than the specified temperature, the temperature of the electrolytic solution in the circulating flow path connecting the battery and the tank is opened by opening / closing means in the communicating tube of the electrolytic solution to mix the electrolytic solution, &Lt; / RTI &gt;

일본공개특허 2003-173812호 (공개일자 2003년 6월 20일, 이하 선행특허3)Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-173812 (published on June 20, 2003,

선행특허 3은 레독스 플로우 전지의 용량 저하 검출 방법을 제시하기 위해, 양극과 음극 전해액을 공급 및 배출시키는 주셀(main battery)와, 검출셀(detection battery)를 구비하여, 주셀의 충전시에 검출셀로부터 적당 시간 저전류로 방전해, 그 방전 전압 변화의 기울기를 검지하는 것으로써 전지 용량 저하를 검출하는 기술로, 방전 전압 변화의 기울기가 물리적 저항 증가에 의한 것으로 물리적 저항 증가에 의한 용량 저하를 검출할 수 있다.
The prior art patent 3 discloses a method for detecting a capacity drop of a redox flow battery, which comprises a main battery for supplying and discharging positive and negative electrode electrolytic solutions, and a detection battery, A technique of detecting a drop in the battery capacity by discharging the cell from the cell at a suitable low time current and detecting the slope of the change in the discharge voltage. The slope of the change in the discharge voltage is caused by the increase in the physical resistance. Can be detected.

일본공개특허 2013-025964호 (공개일자 2013년 2월 4일, 이하 선행특허 4)Japanese Laid-Open Patent Application No. 2013-025964 (published on Feb. 4, 2013,

선행특허 4는 레독스 플로우 전지의 액량 변화를 검출하기 위해, 액면 위치에 경첩을 단 부표를 설치한 것으로, 부표가 위치하고 있는 탱크의 액량이 증가할 경우 부표가 밸브를 작동시켜 액면 높이에 위치한 연통관을 개방하여, 증가한 액량이 연통관을 통해 액량이 감소한 탱크로 이동하도록 하는 기술이다.
In the prior patent 4, a buoy hinged at the liquid surface position is provided to detect the change in the liquid volume of the redox flow battery. When the liquid amount of the tank in which the buoy is located increases, the buoy valve operates the valve, And the increased liquid amount is transferred to the tank whose liquid amount has decreased through the communicating pipe.

선행특허들은 일반적으로 양극액 탱크와 음극액 탱크 사이의 액면 아래 위치에 연통관을 설치하여 양 탱크의 전해액을 이동할 수 있도록 하는 것을 제안하며, 충전량을 검지하거나, 전해액의 온도를 검지하여 용량 저하를 감지할 수 있다고 설명하고 있다.
In the prior art, it is generally proposed that a communicating tube is provided at a position below the liquid level between the anolyte tank and the catholyte tank so that the electrolyte of both tanks can be moved. By sensing the charged amount or detecting the temperature of the electrolyte, I can do it.

선행특허 1에서는 충전상태를 검지하여 밸브 개폐 기구를 조절하는 구성을 가지고 있으나, 충전 상태를 검지하는 방법에서 오차가 크게 발생할 수 있으며, 정밀하게 사용 용량을 지정하여 전지를 운전하고 싶을 경우에는 효과적이지 않다.
In the prior art 1, the charging state is detected and the valve opening / closing mechanism is adjusted. However, in the method of detecting the charging state, a large error may occur, and it is effective when the battery is to be operated with precise use capacity not.

선행특허 2에서는 온도 측정 수단에 의하여 측정한 온도가 규정 온도 보다 낮은 경우에 전해액의 연통관에 있는 개폐수단을 개방하여 전해액을 혼합시켜 규정 온도 이상이 되도록 하는 구성을 가지고 있으나, 온도 센서를 이용하여 온도를 측정할 경우 다른 설비 및 분위기의 온도의 영향을 받지 않고 전해액의 온도를 정확히 측정하는 것이 매우 까다롭고, 전해액의 온도를 측정하기 위하여 전해액에 직접 온도 센서를 접촉할 경우 장치의 내구성에 문제가 발생하는 단점을 가지고 있다.
In the prior art 2, when the temperature measured by the temperature measuring means is lower than the specified temperature, the opening / closing means in the communicating tube of the electrolytic solution is opened to mix the electrolytic solution so as to be equal to or higher than the specified temperature. It is very difficult to accurately measure the temperature of the electrolyte without being influenced by the temperature of other facilities and the atmosphere. When the temperature sensor directly contacts the electrolyte to measure the temperature of the electrolyte, there is a problem in the durability of the apparatus .

선행특허 3은 충전중인 배터리를 검출셀을 이용하여 방전 후, 방전 전압의 변화의 기울기를 검지하여 용량 저하를 검출하는 기술로, 검출셀이라는 추가 장치가 필요하고, 기울기를 검지 및 제어하는 수단이 필요한 단점을 가지고 있다.
The prior art patent 3 discloses a technique for detecting a capacity decrease by detecting a gradient of a change in discharge voltage after discharging a battery using a detection cell and a means for detecting and controlling the tilt is required It has the necessary disadvantages.

선행특허 4는 액량의 수면에 위치한 연통관의 밸브 역할을 하는 경첩과 연결된 부표가 일측 탱크의 수면에 위치하여, 액량이 증가할 경우 부표가 상승하여 밸브를 개방하는 구성을 가지고 있다. 그런데 이러한 구성은 양극 탱크와 음극 탱크의 위치를 디자인할 때 제약이 발생하게 되는 문제점을 가지고 있다.
The prior art patent 4 has a configuration in which a buoy connected to a hinge serving as a valve of a communicating pipe located on the water surface of a liquid level is located on the water surface of one tank and the buoy rises to open the valve when the liquid amount increases. However, such a configuration has a problem in that there are restrictions in designing the positions of the positive electrode tank and the negative electrode tank.

본 발명의 목적은 전해액의 수위를 보다 정확하고 보다 정밀하게 검출할 수 있도록 하는 레독스 흐름 전지용 전해액 탱크를 제공함에 있다.It is an object of the present invention to provide an electrolyte tank for a redox-flow battery which enables more accurate and more accurate detection of the level of the electrolyte.

본 발명의 다른 목적은 전해액 탱크의 외부에서 육안으로 전해액의 유량을 검출할 수 있도록 하는 레독스 흐름 전지용 전해액 탱크를 제공함에 있다.
It is another object of the present invention to provide an electrolyte tank for a redox-flow battery capable of visually detecting the flow rate of an electrolyte from the outside of the electrolyte tank.

본 발명은 스택으로 공급되는 전해액이 순환되며 저장되는 주전해액 탱크; 상기 주전해액 탱크와 연통되는 액면 측정용 보조탱크; 및 상기 액면 측정용 보조탱크 내부에 저장된 전해액의 수위를 측정하는 수위센서;를 포함하며, 운전중에 주전해액 탱크가 채워진 상태를 유지함으로써 상기 액면 측정용 보조 탱크의 수위를 측정하는 것으로 전체 전해액의 균형을 검출할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름 전지용 전해액 탱크를 제공한다.
The present invention relates to an electrolytic cell comprising a main electrolytic solution tank in which an electrolytic solution supplied to a stack is circulated and stored; An auxiliary tank for measuring liquid level communicating with the main electrolyte tank; And a water level sensor for measuring the level of the electrolytic solution stored in the liquid level measurement auxiliary tank, wherein the water level of the liquid level measurement auxiliary tank is measured by maintaining the main electrolytic liquid tank filled during operation, And an electrolyte solution tank for the redox flow battery.

상기 액면 측정용 보조탱크의 상단은 상기 주전해액 탱크의 상단보다 높은 위치에 형성되고, 상기 액면 측정용 보조 탱크와 상기 주전해액 탱크에 저장된 전해액의 유량이 증감함에 따라서 상기 주전해액 탱크는 가득 채워진 상태를 유지하고 상기 액면 측정용 보조 탱크의 수위만 변화하도록 하는 것이 바람직하다.
Wherein the upper surface of the liquid level measurement auxiliary tank is formed at a position higher than the upper end of the main electrolyte tank and the main electrolyte tank is filled in the filled state as the flow rate of the electrolyte solution stored in the liquid level measurement auxiliary tank and the main electrolyte tank is increased or decreased So that only the water level of the liquid level measurement auxiliary tank is changed.

상기 주전해액 탱크의 용량은 배관과 스택에 수용될 수 있는 전해액의 용량의 5~6배 범위인 것이 바람직하며,The capacity of the main electrolyte tank is preferably in the range of 5 to 6 times the capacity of the electrolytic solution which can be accommodated in the piping and the stack,

상기 액면 측정용 보조탱크의 용량은 상기 주전해액 탱크의 용량의 1/13 내지 1/9 범위인 것이 바람직하고,It is preferable that the capacity of the liquid level measurement auxiliary tank is in the range of 1/13 to 1/9 of the capacity of the main electrolyte tank,

상기 액면 측정용 보조 탱크의 수평단면적은 상기 전해액 탱크의 수평단면적의 5~20% 범위인 것이 바람직하다.
It is preferable that the horizontal cross-sectional area of the liquid level measurement auxiliary tank is in the range of 5 to 20% of the horizontal cross-sectional area of the electrolyte liquid tank.

상기 액면 측정용 보조 탱크는 상기 주전해액 탱크의 상부에 일체로 형성될 수 있다.
The liquid level measurement auxiliary tank may be integrally formed on the upper portion of the main electrolyte tank.

상기 액면 측정용 보조 탱크는 투명 재질로 이루어지며, 수위를 읽을 수 있는 눈금을 구비하면 더욱 바람직하다.
The liquid level measurement auxiliary tank is made of a transparent material, and it is more preferable to provide a scale for reading the water level.

상기 액면 측정용 보조탱크의 내부에서 전해액의 액면에 대하여 일정 높이를 유지하는 부체;를 더 포함할 수 있다.
And a holder for holding a predetermined height with respect to the liquid level of the electrolyte solution in the liquid level measurement auxiliary tank.

상기 부체는 전해액에 내화학성을 가지는 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 예를 들면 PTFE, PFSA, PFA, PP, PE 및 PVC 중 어느 하나의 재질이거나 이들 중 둘 이상을 혼합한 재질로 이루어질 수 있다.The main body is preferably made of a material having chemical resistance to the electrolytic solution, and may be made of PTFE, PFSA, PFA, PP, PE or PVC, or a mixture of two or more of them.

이 때, 상기 부체는 밀도가 0.5~3.0 g/㎤ 이고, 기공율이 50~80% 범위인 것이 바람직하다.
At this time, it is preferable that the dopant has a density of 0.5 to 3.0 g / cm 3 and a porosity of 50 to 80%.

또한, 상기 부체는 상부면은 기공을 구비하는 않는 평탄면으로 형성될 수 있고, 상기 부체의 수평단면적은 상기 액면 측정용 보조탱크의 수평단면적의 60~95% 범위인 것이 바람직하다.
In addition, the upper surface of the body may be formed as a flat surface having no pores, and the horizontal cross-sectional area of the body is preferably in a range of 60 to 95% of the horizontal cross-sectional area of the liquid level measurement auxiliary tank.

본 발명에 따른 레독스 흐름 전지용 전해액 탱크는 전해액의 수위 변화를 액면 측정용 보조 탱크에서 확대함으로써, 전해액의 유량 변화를 보다 정밀하게 측정할 수 있도록 하는 효과를 가져온다.The electrolyte tank for the redox-flow battery according to the present invention expands the level of the electrolyte solution in the auxiliary tank for measuring the liquid level, thereby making it possible to more accurately measure the change in the flow rate of the electrolyte solution.

또한, 본 발명에 따른 레독스 흐름 전지용 전해액 탱크는 액면 측정용 보조탱크를 투명하게 형성하여 외부에서 전해액의 유량을 육안으로 확인할 수 있는 효과도 있다.In addition, the electrolyte tank for the redox-flow battery according to the present invention has an effect of visually confirming the flow rate of the electrolyte from the outside by forming the auxiliary tank for liquid level measurement transparently.

아울러, 양극 전해액 또는 음극 전해액의 유량을 정밀하게 측정할 수 있어서, 양극 전해액 또는 음극 전해액의 수위를 독립적으로 제어할 수 있으며, 정밀한 수위 측정을 토대로 레독스 흐름 전지의 운전중에 발생할 수 있는 양극 전해액 및 음극 전해액의 밸런스 붕괴를 사전에 감지할 수 있으며, 양극 전해액과 음극 전해액의 합계 유량을 지속적으로 모니터링 함으로써 배관 등에서 발생하는 전해액의 손실을 감지할 수도 있다.
In addition, it is possible to accurately measure the flow rate of the positive electrode electrolyte solution or the negative electrode electrolyte solution, thereby independently controlling the level of the positive electrode electrolyte solution or the negative electrode electrolyte solution. Based on the accurate level measurement, The balance breakdown of the negative electrode electrolyte can be sensed in advance and the total flow rate of the positive electrode electrolyte and the negative electrode electrolyte can be continuously monitored to detect the loss of the electrolyte generated in the piping and the like.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 레독스 흐름 전지용 전해액 탱크를 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 레독스 흐름 전지용 전해액 탱크를 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 레독스 흐름 전지용 전해액 탱크를 나타낸 구성도이다.
도 4은 본 발명의 제3실시예에 따른 레독스 흐름 전지용 전해액 탱크의 부체의 일예를 나타낸 구성도이다.FIG. 1 is a block diagram showing an electrolyte tank for a redox-flow battery according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing an electrolyte tank for a redox-flow battery according to a second embodiment of the present invention.
3 is a block diagram showing an electrolyte tank for a redox-flow battery according to a third embodiment of the present invention.
4 is a structural view showing an example of a body of an electrolyte tank for a redox-flow battery according to a third embodiment of the present invention.

본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or preliminary meaning and the inventor shall properly define the concept of the term in order to describe its invention in the best possible way It should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. It should be noted that the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention, It should be understood that various equivalents and modifications are possible.

이하 본 발명에 따른 레독스 흐름 전지용 전해액 탱크에 관하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
Hereinafter, an electrolyte tank for a redox-flow battery according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

바나듐 레독스 흐름 전지의 용량이 감소하는 요인은 대략 세 가지도 나눌 수 있다.There are roughly three factors that can reduce the capacity of the vanadium redox flow cell.

먼저 전지의 운전시 소재가 열화 되어 셀 저항이 증가하게 되면 용량이 감소하게 된다.First, as the material deteriorates during operation of the cell and the cell resistance increases, the capacity decreases.

또한, 충전 전압이 낮아서 전해액의 OCV(open circuit voltage)가 낮아진 경우에도 용량이 감소한다.Also, the capacity decreases when the charging voltage is low and the OCV (open circuit voltage) of the electrolyte is lowered.

마지막으로 바나듐 전해액의 밸런스가 붕괴될 경우에도 용량이 감소한다.Finally, when the balance of the vanadium electrolytic solution collapses, the capacity also decreases.

이러한 세 가지 요인 중에서 전해액의 밸런스가 붕되괴는 경우가 가장 흔하게 발생하게 되는 용량 감소의 원인이 된다.
Among these three factors, when the balance of electrolytic solution is broken, it is the most common cause of capacity decrease.

전해액의 밸런스가 붕괴되는 원인으로는 크게 두 가지가 있다.There are two main causes for the electrolyte balance to collapse.

양 전해액의 바나듐 당량이 동일하지 않게 되는 상황과, 바나듐의 산화수가 의도했던 값을 벗어나는 상황이다.The situation in which the vanadium equivalence of the electrolytic solution is not the same and the oxidation number of vanadium is out of the intended value.

바나듐 레독스 흐름전지에서는 양극 활물질로 V5+/V4+, 음극 활물질로 V3+/V2+을 이용하며, 양 전해액에는 동일한 당량의 활물질인 바나듐 이온이 존재한다. 동일한 당량의 활물질이 양극과 음극에 존재할 경우, 동시에 동일한 당량의 산화환원 반응이 발생하며, 여분의 수소 이온이 분리막을 따라 이동하여 전하 균형을 맞추어 줄 때 외로가 완성되어 전지로 동작하게 되는 원리이다.In the vanadium redox flow cell, V 5+ / V 4+ is used as a cathode active material, and V 3+ / V 2+ is used as an anode active material, and vanadium ions, which are the same amount of active material, exist in both electrolytes. When the same equivalent amount of active material exists in the positive electrode and the negative electrode, the same equivalent amount of redox reaction occurs at the same time, and when the extra hydrogen ions move along the separation membrane to balance the charge, .

일부 기술에서는 전지 용량 유지를 위해 일부러 양 전해액의 활물질 당량을 달리하기도 하나, 이는 일반적이지 않으며 결국 전체 활물질을 효과적으로 사용하지 못한다는 단점을 가지게 된다.In some technologies, the active material equivalents of both electrolytes may be different in order to maintain the battery capacity, but this is not general and, as a result, the entire active material can not be effectively used.

따라서, 일반적인 바나듐 레독스 흐름 전지는 양 전해액에 동일한 당량의 바나듐 이온이 존재하도록 설계된다. 그러나 전지를 운전함에 따라 전해액을 분리하고 있는 분리막에 의해 의도하지 않은 바나듐 이온의 이동이 발생할 경우, 초기에 동일한 당량으로 설계된 바나듐 이온의 양이 동일하지 않게 변하게 된다.Therefore, a typical vanadium redox flow cell is designed to have the same equivalent amount of vanadium ions in both electrolytes. However, when unintentional transfer of vanadium ions occurs due to the separation membrane separating the electrolyte as the cell is operated, the amounts of vanadium ions designed to the same equivalent amount initially change unequally.

이 경우 바나듐의 양이 많은 극의 전해액은 바나듐 활물질이 전체 다 반응에 참여하지 못하는 손실이 발생하고, 그 결과 전지는 초반에 설계된 전지 용량을 만족하지 못하게 되어 전지의 용량이 감소하게 된다.
In this case, the electrolytic solution containing a large amount of vanadium causes a loss of the vanadium active material not participating in the total multi-reaction. As a result, the battery does not satisfy the battery capacity designed at the beginning, and the capacity of the battery decreases.

전해액의 밸런스가 붕괴되는 두 번째 경우는 바나듐의 산화수가 의도했던 값을 벗어나는 경우이다. 정상적인 전지의 운전 조건에서는 바나듐 이온의 전체 산화수가 3.5가를 유지하겠지만, 과충전이나 부반응으로 인한 산소 발생이나, 외부에서 산소기체가 유입되어 산소에 취약한 바나듐 이온을 산화시키게 되면 전체 바나듐 이온의 산화수는 3.5가에서 벗어나게 된다. 이렇게 되면 양 전해액의 활물질 당량이 동일하더라도 전기화학적으로 반응 대상 물질의 당량이 동일하지 않게 되어, 초반에 설계된 전지의 용량을 충전 혹은 방전하지 못하게 되어, 전지의 용량이 감소하게 된다.The second case where the balance of the electrolytes is collapsed is when the oxidation number of vanadium deviates from the intended value. In normal battery operating conditions, the total oxidation number of vanadium ions will be kept at 3.5, but when oxygen is generated due to overcharging or side reactions or when oxygen gas is introduced from the outside to oxidize weak vanadium ions to oxygen, the oxidation number of total vanadium ions is 3.5 . In this case, even if the active material equivalents of the two electrolytes are the same, the equivalents of the materials to be reacted do not become the same electrochemically, so that the capacity of the battery designed in the early stage can not be charged or discharged.

전지의 운전 시 분리막을 통한 바나듐 이온의 비대칭적인 이동으로 양 전해액의 바나듐 당량의 용량 차이가 발생할 때, 바나듐의 당량이 증가한 액을 반대쪽 탱크로 이동시켜 줌으로써 용량을 회복할 수 있다.When the capacity of vanadium equivalent of the electrolytic solution is different due to the asymmetric migration of vanadium ions through the separator during the operation of the battery, the capacity can be recovered by moving the liquid in which the equivalence of vanadium is increased to the opposite tank.

이 때, 바나듐이 증가한 양을 정확하게 검지하고, 그만큼만 반대쪽 탱크로 이동시켜 줘야 효과적인 용량 회복이 가능하다.At this time, it is necessary to accurately detect the increased amount of vanadium and transfer it to the opposite tank only as much as possible, so that effective capacity recovery is possible.

일반적으로 바나듐 레독스 흐름 전지의 용량은 활물질 이온의 양에 의해 좌우되기 때문에, 활물질 이온의 농도 및 전해액의 양에 의하여 전지의 용량이 결정된다.In general, the capacity of the vanadium redox-flow battery depends on the amount of the active material ions, and hence the capacity of the battery is determined by the concentration of the active material ion and the amount of the electrolytic solution.

그런데, 활물질의 이온의 농도를 높일 경우 전해액의 안정성이 불안해지는 문제가 있다. 따라서 전지의 용량을 증가시키기 위해서는 전해액의 양을 늘릴 수 밖에 없고, 전해액을 저장하는 탱크의 크기가 커질 수 밖에 없다.
However, when the concentration of ions in the active material is increased, the stability of the electrolytic solution becomes unstable. Therefore, in order to increase the capacity of the battery, the amount of the electrolyte must be increased and the size of the tank for storing the electrolyte must be increased.

상용화되어 있는 레독스 흐름 전지에서 전해액 저장 탱크의 크기는 작게는 1000L에서 크게는 5000L에 달한다. 이렇게 탱크의 규격이 큰 경우에는 전해액의 부피를 정밀하게 측정하는데 어려움이 따른다.In the commercialized redox flow battery, the size of the electrolyte storage tank is as small as 1000L to as large as 5000L. When the standard of the tank is large, it is difficult to accurately measure the volume of the electrolyte.

본 발명은 탱크의 규격이 큰 경우에도 정밀하게 전해액의 유량의 변화를 측정할 수 있도록 하는 전해액 탱크를 제공한다.
The present invention provides an electrolytic solution tank capable of precisely measuring a change in the flow rate of the electrolytic solution even when the standard of the tank is large.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 레독스 흐름 전지용 전해액 탱크를 나타낸 구성도이다.FIG. 1 is a block diagram showing an electrolyte tank for a redox-flow battery according to a first embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 레독스 흐름 전지용 전해액 탱크는 주전해액 탱크(120)와, 주전해액 탱크(120)와 연결되는 액면 측정용 보조 탱크(140)와, 상기 액면 측정용 보조 탱크(140)의 수위를 측정하는 수위센서(160)를 포함한다.As shown, the electrolyte tank for redox flow battery according to the embodiment of the present invention includes a main electrolyte tank 120, an auxiliary tank 140 for measuring a liquid surface connected to the main electrolyte tank 120, And a water level sensor 160 for measuring the water level of the auxiliary tank 140.

레독스 흐름 전지는 양극 전해액과 음극 전해액을 이용하는 것으로, 본 발명의 주전해액 탱크(120)와 액면 측정용 보조 탱크(140) 그리고 수위센서(160)는 양극 전해액을 위하여 또는 음극 전해액을 위하여 사용될 수 있다.The redox flow battery uses a positive electrode electrolyte and a negative electrode electrolyte. The main electrolyte tank 120 of the present invention, the auxiliary tank 140 for liquid level measurement and the water level sensor 160 can be used for a positive electrode electrolyte solution or for a negative electrode electrolyte solution. have.

이하에서는 양극 전해액을 위한 것이나, 음극 전해액을 위한 것이나 동일한 구조를 가지므로 이하에서는 편의상 양극 전해액을 위한 것으로 설명한다.Hereinafter, since they have the same structure for the positive electrode electrolyte solution and the negative electrode electrolyte solution, the following description will be made for the sake of convenience for the positive electrode electrolyte solution.

레독스 흐름 전지의 운전시에 양극 전해액은 주전해액 탱크(120)와 액면 측정용 보조 탱크(140)에 저장되며, 배관(여기서 배관이란 배관을 포함하여 펌프, 밸브, 열교환기 등을 포함하는 스택과 탱크를 제외하는 나머지 부분을 통칭하는 의미이다.)을 통해 스택으로 연속적으로 순환하게 된다. 전해액의 순환은 펌프의 압력에 의하여 이루어지게 되며, 배관과 스택에는 양극 전해액이 가득 채워진 상태 가 유지되며 순환된다.The anode electrolyte is stored in the main electrolyte tank 120 and the auxiliary tank 140 for liquid surface measurement during the operation of the redox-flow battery, and the pipeline (here, the pipeline includes a pipe, a stack including a pump, a valve, a heat exchanger, And the rest of the tank except for the tank). The circulation of the electrolytic solution is made by the pressure of the pump, and the piping and the stack are kept filled with the positive electrode electrolyte and circulated.

배관과 스택에 체류하는 양극 전해액의 유량은 양극 전해액 전체 유량의 10~20% 범위이다.(음극 전해액의 경우에도 동일하다.)The flow rate of the positive electrode electrolyte remaining in the piping and the stack is in the range of 10 to 20% of the total flow rate of the positive electrode electrolyte (the same applies to the negative electrode electrolyte).

본 발명은 주전해액 탱크(120)의 용량과 배관과 스택에 체류하는 전해액의 유량의 합이 양극 전해액(또는 음극 전해액)의 유량보다 적게 형성되도록 하여, 운전중에 주전해액 탱크(120)는 가득 채워진 상태를 유지함으로써 유량의 변화를 액면 측정용 보조탱크(140)의 수위 변화를 통해 정확하게 감지할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the sum of the capacity of the main electrolyte tank 120 and the flow rate of the electrolyte remaining in the piping and the stack is smaller than the flow rate of the positive electrode electrolyte (or negative electrode electrolyte), so that the main electrolyte tank 120 is filled So that the change in the flow rate can be accurately detected through the change in the level of the liquid tank 140 for level measurement.

종래에는 단일의 전해액 탱크를 이용하고 있었는데, 상술한 바와 같이 전해액 탱크의 크기가 커서 유량의 변화에 따라 수위 변화가 미세하게 발생하게 되므로 유량의 변화를 정밀하게 검출하기 어려웠다. Conventionally, a single electrolyte tank has been used. As described above, since the size of the electrolyte tank is large, the change in the water level occurs finely with a change in the flow rate, and it is difficult to precisely detect the change in the flow rate.

본 발명은 액면 측정용 보조 탱크(140)를 구비하고, 운전시 주 전해액 탱크(120)는 가득 채워진 상태를 유지하도록 함으로써, 전해액의 유량 변화가 액면 측정용 보조 탱크(140)의 수위 변화로 검출될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.The present invention includes an auxiliary tank 140 for liquid level measurement and allows the main electrolyte tank 120 to remain filled during operation so that the change in the flow rate of the electrolyte is detected by the change in the level of the auxiliary tank 140 So as to be able to be used.

이를 위하여, 액면 측정용 보조 탱크(140)의 상단이 주전해액 탱크(120)의 상단 보다 높은 위치에 형성되어야 한다. 그렇지 않으면 주전해액 탱크(120)가 가득 채워질 때 액면 측정용 보조 탱크(140)까지 가득 채워지게 되기 때문이다.
To this end, the upper end of the liquid level measurement auxiliary tank 140 should be formed at a position higher than the upper end of the main electrolyte tank 120. Otherwise, when the main electrolyte tank 120 is filled up, the auxiliary tank 140 for level measurement is filled up.

주전해액 탱크(120)에는 전해액 공급구(122)와 전해액 회수구(124)가 구비된다.The main electrolyte tank 120 is provided with an electrolyte solution supply port 122 and an electrolyte solution recovery port 124.

전해액 공급구(122)를 통해서 전해액 탱크(120) 내부의 전해액이 스택으로 공급되며, 스택에서 배출되는 전해액은 전해액 회수구(124)를 통해서 다시 주전해액 탱크(120)로 돌아오게 된다.
The electrolyte solution in the electrolyte tank 120 is supplied to the stack through the electrolyte solution supply port 122 and the electrolyte discharged from the stack is returned to the main electrolyte tank 120 through the electrolyte solution recovery port 124.

액면 측정용 보조탱크(140)는 전해액 탱크(120)와 전해액 소통관(142)으로 연결된다. 전해액 소통관(142)은 액면 측정용 보조탱크(140) 와 주전해액 탱크(120)를 연결하여, 주전해액 탱크(120)와 액면 측정용 보조탱크(140)의 전해액이 소통할 수 있도록 하는 역할을 수행한다.
The liquid level measurement auxiliary tank 140 is connected to the electrolyte tank 120 and the electrolyte communication pipe 142. The electrolyte communication pipe 142 connects the liquid level measurement auxiliary tank 140 and the main liquid electrolyte tank 120 so that the electrolyte solution of the main liquid electrolyte tank 120 and the liquid level measurement auxiliary tank 140 can communicate with each other .

주전해액 탱크(120)의 용량은 배관과 스택에 수용될 수 있는 양극 전해액(또는 음극 전해액)의 용량의 5~6배 범위로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 액면 측정용 보조탱크(140)의 용량은 주전해액 탱크(120)의 용량의 1/13 내지 1/9 범위인 것이 바람직하다. 상기 액면 측정용 보조탱크(140)의 용량은 전체 전해액의 유량의 6~10% 정도를 차지하도록 형성될 수 있으며, 설계 유량(적정 유량)에서는 액면 측정용 보조탱크(140)가 절반 정도 채워진 상태가 되도록 하는 것이 바람직하다.
The capacity of the main electrolyte tank 120 is preferably in the range of 5 to 6 times the capacity of the positive electrode electrolyte (or the negative electrode electrolyte) that can be accommodated in the piping and the stack. The capacity of the auxiliary tank 140 Is preferably in the range of 1/13 to 1/9 of the capacity of the main electrolyte tank 120. The capacity of the liquid level measurement auxiliary tank 140 may be formed to occupy about 6 to 10% of the total electrolytic solution flow rate. In the design flow rate (proper flow rate), the liquid level measurement auxiliary tank 140 is half filled .

전체 전해액의 양을 1이라고 할 때 스택과 배관에 채워지는 전해액의 양은 0.15, 주전해액 탱크에 채워지는 전해액의 양은 0.8~0.82, 액면 측정용 보조 탱크에 채워지는 전해액의 양은 0.03~0.05 비율이 될 수 있다. 이러한 범위는 레독스 흐름 전지의 안정적인 운전과 용량 확보를 위한 것으로, 필요에 따라 증감될 수 있다.
The amount of electrolyte filled in the stack and piping is 0.15, the amount of electrolyte filled in the main electrolyte tank is 0.8 to 0.82, and the amount of electrolyte filled in the auxiliary tank for liquid level measurement is 0.03 to 0.05 ratio . This range is intended for stable operation and capacity maintenance of the redox flow cell and can be increased or decreased as needed.

한편, 액면 측정용 보조탱크(140)의 수평단면적은 전해액 탱크(120)의 수평단면적의 5~20% 범위로 형성하는 것이 바람직하다. 이는 액면의 높이 변화를 확대하여 수위 변화를 보다 정밀하게 측정할 수 있도록 하기 위한 것이다.Meanwhile, it is preferable that the horizontal cross-sectional area of the liquid level measurement auxiliary tank 140 is in the range of 5 to 20% of the horizontal cross-sectional area of the electrolyte tank 120. This is to enlarge the change in the height of the liquid level so that the change in the liquid level can be measured more precisely.

전해액 탱크(120)의 수평 단면적인 50㎡ 이고, 액면 측정용 보조탱크(140)의 수평 단면적인 5㎡ 인 경우라면, 유량이 1L가 변화할 때 전해액 탱크(120)의 수위는 2cm 변화하게 되지만, 액면 측정용 보조탱크(140)의 수위는 20cm가 변화하게 된다.When the horizontal sectional area of the electrolyte tank 120 is 50 m 2 and the horizontal cross-sectional area of the liquid level measurement auxiliary tank 140 is 5 m 2, the water level of the electrolyte tank 120 changes by 2 cm when the flow rate changes by 1 L , The level of the liquid level measuring auxiliary tank 140 is changed by 20 cm.

따라서, 유량의 변화에 따른 수위의 변화를 확대할 수 있게 되므로 보다 정밀한 유량의 측정이 가능해 진다.
Therefore, it becomes possible to increase the variation of the water level according to the change of the flow rate, so that it is possible to measure the flow rate more precisely.

도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 레독스 흐름 전지용 전해액 탱크를 나타낸 구성도이다.FIG. 2 is a view showing an electrolyte tank for a redox-flow battery according to a second embodiment of the present invention.

본 발명의 제2실시예에 따른 레독스 흐름 전지용 전해액 탱크는 주전해액 탱크(120)의 상부에 액면 측정용 보조탱크(140)가 일체로 형성된 것을 나타낸 것이다.The electrolyte tank for the redox-flow battery according to the second embodiment of the present invention is formed by integrally forming an auxiliary tank 140 for liquid level measurement on the upper portion of the main electrolyte tank 120.

주전해액 탱크(120)의 상부의 단면적을 좁게 형성하는 형태로 액면 측정용 보조탱크(140)를 주전해액 탱크(120)와 일체로 형성할 수 있다.It is possible to form the liquid level measurement auxiliary tank 140 integrally with the main electrolyte tank 120 such that the sectional area of the upper portion of the main electrolyte tank 120 is narrowed.

한편, 액면 측정용 보조탱크(140)는 외부에서도 육안으로 액면의 높이를 확인할 수 있도록 하기 위하여, 투명 재질로 제작되는 것이 바람직하고, 수위를 읽을 수 있는 눈금을 구비하면 더욱 바람직하다.
Meanwhile, the liquid level measurement auxiliary tank 140 is preferably made of a transparent material so that the height of the liquid surface can be visually recognized from the outside, and it is more preferable to provide a scale capable of reading the water level.

수위센서(160)는 액면 측정용 보조 탱크(140)에 구비되는 것으로, 수면의 높이를 측정하는 역할을 수행한다. 수위센서(160)로는 초음파가 반사되어 되돌아오는 시간을 측정하여, 거리를 측정하는 초음파 센서를 이용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The water level sensor 160 is provided in the liquid level measurement auxiliary tank 140 and serves to measure the height of the water level. The water level sensor 160 may be an ultrasonic sensor that measures the time that the ultrasonic waves are reflected and returns, but the present invention is not limited thereto.

거리 측정을 통한 수위 측정은 액면의 출렁임이 발생하게 되면, 그 출렁임이 거리에 반영되어 오차값이 커지게 되므로, 본 발명은 액면 측정용 보조탱크(140)의 수면이 안정적으로 유지될 수 있도록 하는 구조를 제공하고, 액면 측정용 보조탱크(140)에 수위센서(160)를 구비함으로써, 보다 정밀한 전해액의 유량을 측정할 수 있도록 한 것이다.
When the level of the liquid level is measured by the distance measurement, it is reflected on the distance when the level of the liquid level is generated, so that the error value becomes large. Therefore, And the water level sensor 160 is provided in the liquid level measurement auxiliary tank 140 so that the flow rate of the electrolyte can be measured more precisely.

도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 레독스 흐름 전지용 전해액 탱크를 나타낸 구성도이다.3 is a block diagram showing an electrolyte tank for a redox-flow battery according to a third embodiment of the present invention.

본 발명의 제3실시예에 따른 레독스 흐름 전지용 전해액 탱크는 주전해액 탱크(120)와, 액면 측정용 보조탱크(140), 그리고 수위센서(160)는 동일한 구성을 가지되, 부체(180)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The electrolytic solution tank for redox flow battery according to the third embodiment of the present invention has the same structure as the main electrolytic solution tank 120, the liquid level measurement auxiliary tank 140, and the water level sensor 160, And further comprising:

부체(180)는 전해액의 액면에 대하여 일정한 높이를 유지하도록 설계되어, 전해액의 액면 높이 변화에 따라 함께 승하강하게 된다.The supporting member 180 is designed to maintain a constant height with respect to the liquid level of the electrolyte solution, and is caused to rise and fall together with the change in the liquid level of the electrolyte solution.

따라서, 수위센서(160)는 부체(180)의 표면과의 거리를 측정하여 액면의 높이 변화를 측정하게 된다.Therefore, the water level sensor 160 measures the distance from the surface of the body 180 to measure the height change of the liquid level.

이러한 부체(180)는 전해액에 내화학성을 가지는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
Such a body 180 is preferably made of a material having chemical resistance to the electrolytic solution.

전해액은 일반적으로 5~50%의 황산을 함유하거나, 기타 산이나 유기물질 등을 함유하고 있으므로, 전해액과 직접 접촉하게 되는 부체(180)는 전해액에 내산성 및 내화학성을 가지는 물질로 이루어져야 한다.Since the electrolytic solution generally contains sulfuric acid in an amount of 5 to 50% or contains other acids or organic substances, the body 180 to be in direct contact with the electrolytic solution should be made of a substance having acid resistance and chemical resistance to the electrolytic solution.

이러한 물질로는 PTFE(Polytetrafluoroethylene), PFSA(PerFluorosulfonic acid), PFA(Perfluoroalkoxy alkane), PP(polypropylene), PE(polyethylene), PVC(Polyvinyl chloride) 등이 있으나, 이들에 한정되지는 않는다.Such materials include, but are not limited to, PTFE (Polytetrafluoroethylene), PFSA (Perfluorosulfonic acid), PFA (Perfluoroalkoxy alkane), PP (polypropylene), PE (polyethylene), and PVC (polyvinyl chloride).

또한, 부체(180)을 기공을 구비하는 다공성의 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 부체(180)를 다공성의 형태로 형성하면 속이 채워져 있는 솔리드 형태보다 전해액의 액면을 안정화시키는 효과를 가져오며, 부체(180)의 움직임이 보다 안정적으로 유지될 수 있다.
Further, it is preferable that the support body 180 is formed in a porous form having pores. When the body 180 is formed in a porous form, the liquid level of the electrolyte is stabilized rather than the filled solid state, and the movement of the body 180 can be more stably maintained.

또한, 다공성의 형태는 공극률을 조절하는 것으로 전체의 밀도를 조절할 수 있어서 공극률을 조절하는 것으로 부체(180)의 액면에 대한 높이를 조절할 수 있다..In addition, the porosity can be controlled by controlling the porosity, thereby adjusting the porosity of the porosity so that the height of the porosity of the porosity 180 can be adjusted.

예를 들어 PTFE의 물질 고유의 밀도는 약 2.1g/㎤인데, 이 소재로 공극률이 50%를 가지는 부체를 제작하면, 이 공극을 포함하는 부체 전체의 밀도는 약 1.05g/㎤ 가 된다.For example, if PTFE has a specific density of about 2.1 g / cm 3 and a body having a porosity of 50% is made of this material, the density of the whole body including the pores becomes about 1.05 g / cm 3.

따라서 밀도가 0.5~3.0g/㎤ 범위에 속하는 물질로 공극률 50~80%의 물체를 제작한다면, 해당 물체의 밀도는 0.1~1.5g/㎤ 범위가 된다. Therefore, when an object having a density of 0.5 to 3.0 g / cm 3 and a porosity of 50 to 80% is produced, the density of the object is in the range of 0.1 to 1.5 g / cm 3.

한편, 부체(180)의 수평단면적은 액면 측정용 보조탱크의 수평단면적의 60~95% 범위인 것이 바람직하다. 이는 부체(180)가 수위센서(160)의 측정범위를 벗어나지 않도록 하며, 부체(180)의 승하강이 용이하게 하기 위한 것이다.
On the other hand, it is preferable that the horizontal cross-sectional area of the body 180 is in the range of 60 to 95% of the horizontal cross-sectional area of the liquid level measurement auxiliary tank. This is for preventing the body 180 from deviating from the measuring range of the water level sensor 160 and facilitating the lifting and lowering of the body 180.

도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 레독스 흐름 전지용 전해액 탱크의 부체의 일예를 나타낸 구성도이다.4 is a structural view showing an example of a body of an electrolyte tank for a redox-flow battery according to a third embodiment of the present invention.

도시한 바와 같이, 부체(180)는 상부면이 기공을 구비하는 평탄면으로 형성되는 것이 바람직하다. 부체(180)의 상면에 기공이 형성되어 있으면 수위센서(160)로 거리 측정시에 기공으로 인하여 오차가 발생할 수 있으므로, 부체(180)의 상면은 기공이 형성되지 않은 평탄한 면으로 형성하는 것이다.As shown in the figure, it is preferable that the upper surface of the support body 180 is formed as a flat surface having pores. If pores are formed on the upper surface of the body 180, an error may occur due to pores when measuring the distance by the level sensor 160. Thus, the upper surface of the body 180 is formed as a flat surface without pores.

이를 위하여, 부체는 기공을 구비하는 다공성의 몸체부(184)와, 기공이 형성되지 않은 평판 형태의 상판부(182)로 이루어 질 수 있다.
For this purpose, the support may be composed of a porous body portion 184 having pores and a top plate portion 182 of a flat plate shape having no pores.

이상 살펴 본 바와 같은 본 발명에 따른 전해액 탱크는 레독스 흐름 전지의 음극 전해액 탱크 또는 양극 전해액 탱크 의 일측에 적용되거나 양측에 모두 적용될 수 있으며, 실시간으로 전해액의 수위를 측정함으로써 이로부터 레독스 흐름 전지의 용량 감소를 감지하여 용량 회복 기작을 동작할 것인지를 판단할 수 있도록 해준다.
The electrolyte tank according to the present invention as described above can be applied to one side of a negative electrode electrolyte tank or a positive electrode electrolyte tank of a redox flow battery or can be applied to both sides of the redox flow tank, To detect whether the capacity recovery mechanism will operate.

전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 후술될 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
It is to be understood that the above-described embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, and the scope of the present invention will be indicated by the appended claims rather than by the foregoing detailed description. It is intended that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims, as well as any equivalents thereof, be within the scope of the present invention.

120 : 주전해액 탱크
122 : 전해액 공급구
124 : 전해액 회수구
140 : 액면 측정용 보조탱크
142 : 전해액 소통관
160 : 수위센서
180 : 부체
182 : 상판부
184 : 몸체부120: Main electrolyte tank
122: Electrolyte supply port
124: electrolyte recovery port
140: auxiliary tank for level measurement
142: electrolytic solution communication pipe
160: Water level sensor
180:
182:
184:

Claims (12)

스택으로 공급되는 전해액이 순환되며 저장되는 주전해액 탱크;
상기 주전해액 탱크와 연통되는 액면 측정용 보조탱크; 및
상기 액면 측정용 보조탱크 내부에 저장된 전해액의 수위를 측정하는 수위센서;를 포함하며,
운전중에 주전해액 탱크가 채워진 상태를 유지함으로써 상기 액면 측정용 보조 탱크의 수위를 측정하는 것으로 전체 전해액의 균형을 검출할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름 전지용 전해액 탱크.
A main electrolyte tank in which the electrolyte supplied to the stack is circulated and stored;
An auxiliary tank for measuring liquid level communicating with the main electrolyte tank; And
And a water level sensor for measuring a water level of the electrolytic solution stored in the liquid level measurement auxiliary tank,
And the balance of the electrolytic solution is detected by measuring the level of the auxiliary tank for liquid level measurement by maintaining the main electrolyte tank filled during operation.
제 1 항에 있어서,
상기 액면 측정용 보조탱크의 상단이 상기 주전해액 탱크의 상단보다 높은 위치에 형성되어, 상기 액면 측정용 보조 탱크와 상기 주전해액 탱크에 저장된 전해액의 유량이 증감함에 따라서 상기 주전해액 탱크는 가득 채워진 상태를 유지하고 상기 액면 측정용 보조 탱크의 수위만 변화하는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름 전지용 전해액 탱크.
The method according to claim 1,
Wherein the upper surface of the liquid level measurement auxiliary tank is formed at a position higher than the upper end of the main electrolyte tank so that the main electrolyte tank is filled in the filled state as the flow rate of the electrolyte solution stored in the liquid level measurement auxiliary tank and the main electrolyte tank is increased or decreased. And the water level of the liquid level measuring auxiliary tank is changed.
제 1 항에 있어서,
상기 액면 측정용 보조탱크의 용량은
상기 주전해액 탱크의 용량의 1/13 내지 1/9 범위인 것을 특징으로 하는 레독스 흐름 전지용 전해액 탱크.
The method according to claim 1,
The capacity of the liquid level measurement auxiliary tank is
Wherein the capacity of the main electrolytic solution tank is 1/13 to 1/9 of the capacity of the main electrolytic solution tank.
제 3 항에 있어서,
상기 액면 측정용 보조 탱크의 수평단면적은
상기 전해액 탱크의 수평단면적의 5~20% 범위인 것을 특징으로 하는 레독스 흐름 전지용 전해액 탱크.
The method of claim 3,
The horizontal cross-sectional area of the liquid level measuring auxiliary tank
Wherein the electrolyte tank has a horizontal cross-sectional area ranging from 5 to 20% of the horizontal cross-sectional area of the electrolyte tank.
제 2 항에 있어서,
상기 액면 측정용 보조 탱크는
상기 주전해액 탱크의 상부에 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름 전지용 전해액 탱크.
3. The method of claim 2,
The liquid level measuring auxiliary tank
Wherein the electrolyte tank is integrally formed on the upper portion of the main electrolyte tank.
제 1 항에 있어서,
상기 액면 측정용 보조 탱크는 투명 재질로 이루어지며, 수위를 읽을 수 있는 눈금을 구비하는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름 전지용 전해액 탱크.
The method according to claim 1,
Wherein the liquid level measurement auxiliary tank is made of a transparent material and has a scale for reading the water level.
제 1 항에 있어서,
상기 액면 측정용 보조탱크의 내부에서 전해액의 액면에 대하여 일정 높이를 유지하는 부체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름 전지용 전해액 탱크.
The method according to claim 1,
And an auxiliary tank for maintaining a predetermined height with respect to a liquid level of the electrolyte in the liquid level measurement auxiliary tank.
제 7 항에 있어서,
상기 부체는 전해액에 내화학성을 가지는 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름 전지용 전해액 탱크.
8. The method of claim 7,
Wherein the body is made of a material having chemical resistance to an electrolytic solution.
제 8 항에 있어서,
상기 부체는 PTFE, PFSA, PFA, PP, PE 및 PVC 중 어느 하나의 재질이거나 이들 중 둘 이상을 혼합한 재질인 것을 특징으로 하는 레독스 흐름 전지용 전해액 탱크.
9. The method of claim 8,
Wherein the body is made of PTFE, PFSA, PFA, PP, PE or PVC, or a mixture of two or more thereof.
제 9 항에 있어서,
상기 부체는 밀도가 0.5~3.0 g/㎤ 이고, 기공율이 50~80% 범위인 것을 특징으로 하는 레독스 흐름 전지용 전해액 탱크.
10. The method of claim 9,
Wherein the electrolyte has a density of 0.5 to 3.0 g / cm 3 and a porosity of 50 to 80%.
제 10 항에 있어서,
상기 부체는 상부면은 기공을 구비하는 않는 평탄면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름 전지용 전해액 탱크.
11. The method of claim 10,
Wherein the upper surface of the body is formed as a flat surface having no pores.
제 11 항에 있어서,
상기 부체의 수평단면적은 상기 액면 측정용 보조탱크의 수평단면적의 60~95% 범위인 것을 특징으로 하는 레독스 흐름 전지용 전해액 탱크.
12. The method of claim 11,
Wherein the horizontal cross-sectional area of the body is in the range of 60 to 95% of the horizontal cross-sectional area of the liquid level measurement auxiliary tank.
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