KR102161420B1 - 션트 전류 방지 및 누액 방지 기능을 구비한 레독스 흐름 전지 - Google Patents

션트 전류 방지 및 누액 방지 기능을 구비한 레독스 흐름 전지 Download PDF

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Abstract

본 발명은 음극 전해질을 보관하는 음극 전해질 탱크(20); 양극 전해질을 보관하는 양극 전해질 탱크(40); 상기 음극 전해질 탱크(20)의 음극 전해질을 음극 전해질 공급 배관(74)을 통해 스택부(50)에 공급하는 음극 전해질 펌프(10); 상기 양극 전해질 탱크(40)의 양극 전해질을 양극 전해질 공급 배관(84)을 통해 스택부(50)에 공급하는 양극 전해질 펌프(30); 상기 스택부(50)에서 배출되는 음극 전해질을 음극 전해질 탱크(20)로 배출하는 음극 전해질 배출 배관(71); 및 상기 스택부(50)에서 배출되는 양극 전해질을 양극 전해질 탱크(40)로 배출하는 양극 전해질 배출 배관(81)을 포함하고, 상기 스택부(50)는 직렬 연결되는 다수의 스택(50A, 50B, 50C)과 상기 직렬 연결을 개폐할 수 있는 전기적 개폐장치를 포함하는 레독스 흐름 전지 시스템에 관한 것이다.

Description

션트 전류 방지 및 누액 방지 기능을 구비한 레독스 흐름 전지 {REDOX FLOW BATTERY HAVING A FUNCTION OF PREVENTING SHUNT CURENT AND LEAKAGE}
본 발명은 양극과 음극 전해질 탱크, 복수 개의 스택, 배관, 양극과 음극 전해질 펌프, BMS(배터리 관리 시스템) 및 센서류가 포함된 레독스 흐름전지에 관한 것이다.
레독스 흐름 전지는 도 1에 도시된 것과 같이, 음극 전해질을 보관하는 음극 전해질 탱크, 양극 전해질을 보관하는 양극 전해질 탱크, 음극 전해질 탱크의 음극 전해질을 스택으로 공급하게 하는 음극 전해질 펌프, 양극 전해질 탱크의 양극 전해질을 스택으로 공급하게 하는 양극 전해질 펌프 및 다수의 셀을 포함하는 스택으로 이루어져 있다.
양극 및 음극 전해질의 통로인 배관 시스템은 탱크내의 전해질이 펌프를 통해 스택으로 들어가 충-방전을 하고 다시 탱크로 들어가는 순환 시스템을 이룬다.
탱크로 들어가는 배관을 딥 파이프(72, 82) 형태로 전해질에 담궈서 설치하게 되면 배관내 전해질의 공기 접촉을 최소화 시키면서 산화를 방지할 수 있다.
그러나, 레독스 흐름전지 시스템 대부분은 스택 및 배관 시스템이 탱크 내 전해질 수위와 비슷한 높이 또는 낮게 설치가 되는데 이 때 시스템 내에 누액이 발생할 경우 펌프를 동작하지 않더라도 사이펀 효과로 인해 탱크 내 다량의 전해질이 유출될 수 있는 문제점이 있다.
또한, 레독스 흐름 전지에서는 탱크 안에 저장된 액체 상태의 전해질은 스택을 구성하는 셀 내부를 순환하며 충방전이 이루어지는 구조를 가지고 있다. 이때 같은 탱크를 공유하고 있는 스택 내부의 셀은 공통 유로로 연결이 되는데 전해질이 도체로 작용하기 때문에 전해질을 통하여 원하지 않는 전류가 흐르게 되며 이는 도 2와 같이 누설 전류를 형성하게 된다.
누설 전류가 발생하게 되면 시스템의 전류 효율이 떨어지며 셀간의 전압 편차가 생기는 등의 문제가 일어나므로 누설 전류의 크기를 최소화 하는 것은 RFB (레독스 흐름 전지) 설계에 있어서 중요하다.
누설 전류의 크기는 전압차가 커질수록 커지며 유로 내 전해질의 저항이 작을수록 커진다. 즉, 직렬 연결된 셀의 개수가 많아질수록 누설 전류가 커지며 유로의 구경이 커지고 길이가 짧아질 수록 큰 누설 전류가 발생한다.
하지만 누설 전류를 줄이기 위하여 유로의 전기적인 저항을 높일 경우 유체 저항도 함께 높아져 펌프에서의 손실이 커지는 단점을 가지고 있어 유로 설계에 있어 누설 전류 및 펌프 손실 간의 균형을 잡는 것이 중요하다.
션트 손실은 충방전 중에도 발생하지만 대기 중에도 발생한다. 대기 중에 발생하는 누설 전류로 인하여 스택 내부에서 자가 방전이 발생하며 스택의 전압이 감소하게 된다. 또한, 션트 손실로 인하여 내부에서 열이 발생하게 되어 스택 내부의 온도가 상승하는 문제가 발생할 수도 있다.
또한, 레독스 흐름전지의 활물질의 경우 대부분이 산성 용액으로 구성되어 있고, 이는 사람의 건강과 환경에 유해한 화학 물질로 규정되어 있다.
다량의 전해질을 순환시키는 레독스 흐름전지는 시스템 외부로 전해질이 유출되었을 경우, 환경오염을 발생시키고 처리가 어렵다는 문제를 가지고 있다.
공개 특허 제10-2017-0076514호 (2017.07.04) 공개 특허 제10-2016-0082372호 (2016.07.08)
본 발명은 시스템 내에 누액이 발생하여 사이펀 효과가 발생하는 것을 방지하기 위해 누액 센서에 의해 시스템 내에서의 누액을 감지하면 배관 내로 공기의 통풍(air vent)이 되도록 하여 사이펀 효과가 발생하지 않도록 하고자 한다.
또한, 본 발명에서는 대기 중에 발생하는 누설 전류로 인하여 스택 내부에서 자가 방전이 발생하며 스택의 전압이 감소하게 되는 것을 방지 하고자 한다.
또한, 본 발명에서는 레독스 흐름전지 시스템 내에서 탱크 파손을 제외한 배관, 스택 등에서 전해질 누액이 발생하였을 때, 외부로 전해질이 유출됨을 방지하기 위하여 탱크 형상을 개선하고자 한다.
본 발명은 전기 화학 반응이 이루어지는 다수의 셀을 포함하는 스택부(50); 음극 전해질을 보관하는 음극 전해질 탱크(20); 양극 전해질을 보관하는 양극 전해질 탱크(40); 상기 음극 전해질 탱크(20)의 음극 전해질을 음극 전해질 공급 배관(74)을 통해 스택부(50)에 공급하는 음극 전해질 펌프(10); 상기 양극 전해질 탱크(40)의 양극 전해질을 양극 전해질 공급 배관(84)을 통해 스택부(50)에 공급하는 양극 전해질 펌프(30); 상기 스택부(50)에서 배출되는 음극 전해질을 음극 전해질 탱크(20)로 배출하는 음극 전해질 배출 배관(71); 및 상기 스택부(50)에서 배출되는 양극 전해질을 양극 전해질 탱크(40)로 배출하는 양극 전해질 배출 배관(81)을 포함하고, 상기 스택부(50)는 직렬 연결되는 다수의 스택(50A, 50B, 50C)과 상기 직렬 연결을 개폐할 수 있는 전기적 개폐장치를 포함하는 레독스 흐름 전지 시스템에 관한 것이다.
또한, 본 발명에서 상기 다수의 스택 각각은 다수의 전기 화학 반응이 이루어지는 셀(60aa, 60ab, 60ac, 60ad)를 포함하고, 상기 다수의 셀 각각은 음극 및 양극 전해질 공급 배관(74, 84)와 연결되는 음극 및 양극 셀 공급 유로(74aa, 74ab, 74ac, 74ad; 84aa, 84ab, 84ac, 84ad) 및 음극 및 양극 전해질 배출 배관(71, 81)과 연결되는 음극 및 양극 셀 배출 유로(71aa, 71ab, 71ac, 71ad; 81aa, 81ab, 81ac, 81ad)와 연결될 수 있다.
또한, 본 발명에서 양극 배출 배관(81)은 양극 전해질 탱크(40)의 전해질에 한쪽 단부가 잠기는 양극 딥 파이프(82) 및 한쪽 단부가 상기 양극 전해질 탱크(40)의 전해질과 이격되어 상부에 위치하는 양극 사이펀 방지 배관(83)과 연결되고, 양극 사이펀 방지 배관(83)에는 양극 밸브(83a)가 설치되어 있어서, 시스템 내에 누액이 감지되는 경우 상기 양극 밸브(83a)가 열려서 양극 전해질 탱크의 전해질 상부의 공기가 양극 사이펀 방지 배관(83)을 통해 양극 배출 배관(81)으로 공급될 수 있다.
또한, 본 발명에서 음극 전해질 탱크(20) 및 양극 전해질 탱크(40)중 적어도 하나는 레독스 흐름 전지를 구성하는 스택, 전해질 펌프 및 배관 시스템중 적어도 일부를 상부에 배치할 수 있도록 오목부(41A)가 형성되어 있고, 상기 오목부(41A)에는 탱크 상부의 강성을 강화하기 위한 리브(42A)가 형성되고, 상기 오목부(41A)는 밸브를 구비한 배수로(44A)와 연결될 수 있다.
본 발명에서는 시스템 내의 누액 발생시 배관 시스템에 공기를 공급할 수 있도록 하여 배관 시스템에서 사이펀 효과가 발생하는 것을 방지하였다.
또한, 본 발명에서는 직렬 연결된 스택 사이를 전기적으로 끊어지게 할 수 있는 전기적 개폐장치를 장착하여 직렬 연결된 셀의 개수를 줄여서 대기 션트 손실을 줄였다.
또한, 본 발명에서는 레독스 흐름전지 시스템 배치 방법과 이에 따른 탱크 형상을 개선하여 전해질 누액이 발생하였을 때, 외부로 전해질이 유출됨을 방지하였다.
도 1은 레독스 흐름 전지의 일반적인 개념도이다.
도 2는 스택내의 셀에서 누설 전류가 발생하는 상태를 설명하는 도면이다.
도 3a은 본 발명 레독스 흐름 전지 시스템의 구성도이다.
도 3b은 본 발명 제1 스택(50A)의 확대도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 양극 전해질 탱크 에서의 구성도를 도시한다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 또 다른 실시예의 사시도이다.
도 6a 내지 도 6c는 도 5a 내지 도 5c에서의 전해질 탱크에 대한 사시도이다.
도 7a 내지 도 7b는 본 발명의 또 다른 실시예의 전해질 탱크 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서의 레독스 흐름 전지는 도 3a 및 3b에 도시된 것과 같이, 음극 전해질 탱크(20), 양극 전해질 탱크(40), 음극 전해질 펌프(10), 양극 전해질 펌프(30), 스택부(50), 음극 전해질 배관 시스템(70) 및 양극 전해질 배관 시스템(80)으로 이루어져 있다.
음극 전해질 배관 시스템(70)은 음극 전해질 공급 배관(74) 및 음극 전해질 배출 배관(71)을 포함하고, 양극 전해질 배관 시스템(80)은 양극 전해질 공급 배관(84) 및 양극 전해질 배출 배관(81)을 포함한다.
레독스 흐름 전지는 다수의 셀(60aa, 60ab, 60ac, 60ad)를 각각 포함하는 다수의 스택(50A, 50B, 50C)를 포함하고, 상기 각각의 셀에서 전기 화학 반응이 이루어진다.
양극 배관 시스템(80)은 양극 전해질 탱크(40)의 하부에 설치되어 스택부(50)에 양극 전해질을 공급하는 양극 공급 배관(84), 스택부(50)로 부터 배출되는 양극 전해질을 양극 전해질 탱크(40)로 공급하는 양극 배출 배관(81)을 포함하고, 양극 배출 배관(81)의 단부는 양극 딥 파이프(82)에 연결되고 상기 양극 딥 파이프(82)의 한쪽 단부는 양극 전해질 탱크의 양극 전해질에 담겨져 있다.
상기 양극 딥 파이프(82)와 병행하게 양극 사이펀 방지 배관(83)이 설치되고, 상기 양극 사이펀 방지 배관(83)은 상기 양극 배출 배관(81)에 연결된다.
상기 양극 사이펀 방지 배관(83)의 한쪽 단부는 양극 전해질 탱크의 양극 전해질 상부에 위치하여 공기가 양극 사이펀 방지 배관(83)을 통해 지나갈 수 있다.
상기 양극 사이펀 방지 배관(83)에는 양극 밸브(83a)가 설치되어 있어서, 시스템 내의 누액 센서가 누액을 감지하는 경우 양극 밸브(83a)가 열리고, 이로 인하여 양극 전해질 탱크의 전해질 상부의 공기가 양극 사이펀 방지 배관(83)을 통해 양극 배출 배관(81)으로 공급되어 시스템 내의 사이펀 효과를 방지할 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 이러한 상태를 도시 한것으로, 도 4a에서는 정상적인 상태로서 양극 공급 배관(84)을 통해 양극 전해질 탱크(40)의 양극 전해질이 양극 펌프(30)에 의해 스택부(50)에 공급된 후 양극 배출 배관(81)과 양극 딥 파이프(82)를 통해 양극 전해질 탱크(40)로 돌아오는 것을 도시한다.
도 4b는 시스템 내에서 누액 발생시 양극 사이펀 방지 배관(83)이 개방되고 이로 인하여 양극 배출 배관(81)에 공기가 공급되어 배관(81)내에서 사이펀 방지 효과가 발생한다.
같은 방식으로, 음극 배관 시스템(70)은 음극 전해질 탱크(20)의 하부에 설치되어 스택부(50)에 음극 전해질을 공급하는 음극 공급 배관(74), 스택부(50)으로 부터 배출되는 음극 전해질을 음극 전해질 탱크(20)로 공급하는 음극 배출 배관(71)을 포함하고, 음극 배출 배관(71)의 단부는 음극 딥 파이프(72)에 연결되고 상기 음극 딥 파이프(72)의 한쪽 단부는 음극 전해질 탱크의 음극 전해질에 담겨져 있다.
상기 음극 딥 파이프(72)와 병행하게 음극 사이펀 방지 배관(73)이 설치되고, 상기 음극 사이펀 방지 배관(73)은 상기 음극 배출 배관(71)에 연결된다.
상기 음극 사이펀 방지 배관(73)의 한쪽 단부는 음극 전해질 탱크의 양극 전해질 상부에 위치하여 전해질 상부의 공기가 음극 사이펀 방지 배관(73)을 통해 지나갈 수 있다.
상기 음극 사이펀 방지 배관(73)에는 음극 밸브(73a)가 설치되어 있어서, 시스템 내의 누액 센서가 누액을 감지하는 경우 음극 밸브(73a)가 열리고, 이로 인하여 음극 전해질 탱크의 전해질 상부의 공기가 음극 사이펀 방지 배관(73)을 통해 음극 배출 배관(71)으로 공급되어 시스템 내의 사이펀 효과를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 직렬 연결된 다수의 스택(50A, 50B, 50C) 사이를 전기적으로 단절시킬 수 있는 전기적 개폐 장치(55A, 55B)를 장착하여 대기 상태에서 직렬 연결된 셀의 개수를 줄여 대기 션트 손실을 줄이도록 하였다.
상기 전기적 개폐 장치(55A, 55B)는 전자 접촉기, 차단기와 전동 개폐 장치의 조립체, 개폐기 등을 사용할 수 있으나 잦은 개폐를 고려하여 전자 접촉기를 사용하는 것이 바람직하다.
전기적 개폐 장치는 직렬 연결된 스택 사이에 구성할 수도 있고 스택에 일체형으로 장착할 수도 있다.
스택의 셀 개수에 따라 직렬 연결된 스택 간을 모두 전기적으로 끊어줄 수도 있고 N개의 스택마다 하나씩 개폐 장치를 설치할 수도 있다. 개폐기의 개수가 많아질수록 (즉, 직렬연결된 셀 개수가 줄어들면) 대기상태에서의 션트 손실(누설 전류에 의한 손실)을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에서는 레독스 흐름 전지를 구성하는 탱크를 제외한 구성, 복수 개의 스택, 배관, 양극과 음극 펌프, BMS(배터리 관리 시스템), 센서류를 전해질 탱크 위에 올려 놓을 수 있도록 탱크의 형상을 도 5a 내지 도 5c 및 도 6a 내지 도 6c에 도시된 것과 같이 사각 기둥, 원통형, L자형으로 구성할 수 있다.
이와 같이, 탱크 상단부에 시스템 부품을 설치할 수 있는 프레임을 구성하여 시스템내에서 유출되는 전해질을 탱크 상부에서 보관할 수 있다.
탱크 상부는 전해질에 대하여 견딜수 있는 PE, PP, PVC 등의 플라스틱 재질로 구성하고, 오목부(41A, 41B, 41C)가 형성되어 전해질이 탱크 아래로 떨어지지 않도록 한다.
또한, 전해질이 유출되었을 경우, 탱크 상단부의 형태가 전해질의 무게에 견딜 수 있도록 탱크 상부에 도 7a에서 처럼 리브(42A)를 추가하여 강성을 높일 수 있고, 배수로(44A)를 설치하여 유출된 전해질은 배수로에 의해 적절하게 외부로 유출할 수 있게 하며 배수로에는 밸브나 캡을 설치하여 평소에는 외부로 유출되지 않도록 한다.
본 발명에서, 양극 전해질 탱크(40)와 연결되어 있는 양극 공급 배관(84)은 각각의 스택으로 양극 전해질을 공급하기 위한 다수의 제1 서브 양극 공급 배관(84a, 84b, 84c)을 포함하고, 각각의 제1 서브 양극 공급 배관은 각각의 스택 내부에 위치하는 다수의 셀 각각으로 음극 전해질을 공급하는 양극 셀 공급유로(84aa, 84ab, 84ac, 84ad)와 연결된다.
마찬가지로, 음극 전해질 탱크(20)와 연결되어 있는 음극 공급 배관(74)은 각각의 스택으로 음극 전해질을 공급하기 위한 다수의 제1 서브 음극 공급 배관(74a, 74b, 74c)을 포함하고, 각각의 제1 서브 음극 공급 배관은 각각의 스택 내부에 위치하는 다수의 셀 각각으로 음극 전해질을 공급하는 음극 셀 공급 유로(74aa, 74ab, 74ac, 74ad)와 연결된다.
또한, 스택의 각각의 셀로 부터 배출되는 양극 전해질은 양극 셀 배출 유로(81aa, 81ab, 81ac, 81ad)와 제1 서브 양극 배출 배관(81a, 81b, 81c)을 순차적으로 통과하여 양극 배출 배관(81)에 전해지고, 양극 배출 배관(81)과 연결된 양극 딥 파이프(82)에 의해 양극 전해질 탱크(40)로 양극 전해질이 배출된다.
마찬가지로, 스택의 각각의 셀로 부터 배출되는 음극 전해질은 음극 셀 배출 유로(71aa, 71ab, 71ac, 71ad)와 제1 서브 음극 배출 배관(71a, 71b, 71c)을 순차적으로 통과하여 음극 배출 배관(71)에 전해지고, 음극 배출 배관(71)과 연결된 음극 딥 파이프(72)에 의해 음극 전해질 탱크(20)로 양극 전해질이 배출된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변경이 가능하다는 것이 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
10: 음극 전해질 펌프 20: 음극 전해질 탱크
30: 양극 전해질 펌프 40: 양극 전해질 탱크
50: 스택

Claims (4)

  1. 전기 화학 반응이 이루어지는 다수의 셀을 포함하는 스택부(50);
    음극 전해질을 보관하는 음극 전해질 탱크(20);,
    양극 전해질을 보관하는 양극 전해질 탱크(40);
    상기 음극 전해질 탱크(20)의 음극 전해질을 음극 전해질 공급 배관(74)을 통해 스택부(50)에 공급하는 음극 전해질 펌프(10);
    상기 양극 전해질 탱크(40)의 양극 전해질을 양극 전해질 공급 배관(84)을 통해 스택부(50)에 공급하는 양극 전해질 펌프(30);
    상기 스택부(50)에서 배출되는 음극 전해질을 음극 전해질 탱크(20)로 배출하는 음극 전해질 배출 배관(71); 및
    상기 스택부(50)에서 배출되는 양극 전해질을 양극 전해질 탱크(40)로 배출하는 양극 전해질 배출 배관(81)을 포함하고,
    상기 양극 배출 배관(81)은 양극 전해질 탱크(40)의 전해질에 한쪽 단부가 잠기는 양극 딥 파이프(82) 및 한쪽 단부가 상기 양극 전해질 탱크(40)의 전해질 상부에 위치하는 양극 사이펀 방지 배관(83)과 연결되고,
    상기 양극 사이펀 방지 배관(83)에는 양극 밸브(83a)가 설치되어 있어서, 시스템 내에 누액이 감지되는 경우 상기 양극 밸브(83a)가 열려서 양극 전해질 탱크의 전해질 상부의 공기가 양극 사이펀 방지 배관(83)을 통해 양극 배출 배관(81)으로 공급되는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름 전지.
  2. 전기 화학 반응이 이루어지는 다수의 셀을 포함하는 스택부(50);
    음극 전해질을 보관하는 음극 전해질 탱크(20);,
    양극 전해질을 보관하는 양극 전해질 탱크(40);
    상기 음극 전해질 탱크(20)의 음극 전해질을 음극 전해질 공급 배관(74)을 통해 스택부(50)에 공급하는 음극 전해질 펌프(10);
    상기 양극 전해질 탱크(40)의 양극 전해질을 양극 전해질 공급 배관(84)을 통해 스택부(50)에 공급하는 양극 전해질 펌프(30);
    상기 스택부(50)에서 배출되는 음극 전해질을 음극 전해질 탱크(20)로 배출하는 음극 전해질 배출 배관(71); 및
    상기 스택부(50)에서 배출되는 양극 전해질을 양극 전해질 탱크(40)로 배출하는 양극 전해질 배출 배관(81)을 포함하고,
    상기 음극 배출 배관(71)은 음극 전해질 탱크(20)의 전해질에 한쪽 단부가 잠기는 음극 딥 파이프(72) 및 한쪽 단부가 상기 음극 전해질 탱크(20)의 전해질 상부에 위치하는 음극 사이펀 방지 배관(73)과 연결되고,
    상기 음극 사이펀 방지 배관(73)에는 음극 밸브(73a)가 설치되어 있어서, 시스템 내에 누액이 감지되는 경우 상기 음극 밸브(73a)가 열려서 음극 전해질 탱크의 전해질 상부의 공기가 음극 사이펀 방지 배관(73)을 통해 음극 배출 배관(71)으로 공급되는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름 전지.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 스택부(50)는 직렬 연결되는 다수의 스택(50A, 50B, 50C)과 상기 직렬 연결을 개폐할 수 있는 전기적 개폐장치를 포함하고,
    상기 전기적 개폐 장치는 전자 접촉기, 차단기와 전동개폐장치의 조립체, 개폐기중 어느 하나이고,
    상기 전기적 개폐 장치는 직렬 연결된 스택 사이를 모두 단절시키도록 스택 사이에 모두 설치되거나 또는 복수의 스택마다 설치되는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름 전지.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    음극 전해질 탱크(20) 및 양극 전해질 탱크(40)중 적어도 하나는 레독스 흐름 전지를 구성하는 스택, 배관, 전해질 펌프 및 배관 시스템중 적어도 일부를 상부에 배치할 수 있도록 오목부(41A)가 형성되어 있고,
    상기 오목부(41A)에는 탱크 상부의 강성을 강화하기 위한 리브(42A)가 형성되고, 상기 오목부(41A)는 밸브를 구비한 배수로(44A)와 연결된 것을 특징으로 하는 레독스 흐름 전지.

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102205888B1 (ko) 2020-12-03 2021-01-21 주식회사 에이치투 레독스 흐름 전지용 누액 감지기
DE102022131417A1 (de) 2022-11-28 2024-05-29 Vanevo GmbH Redox-Flow-Batterie, mit mindestens einer Zelle
WO2024117653A1 (ko) * 2022-11-30 2024-06-06 롯데케미칼 주식회사 전해액 제조시설의 션트 전류 감소 장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000021433A (ja) * 1998-04-30 2000-01-21 Sumitomo Electric Ind Ltd 電解液タンクおよびその製造方法
JP3193992B2 (ja) * 1993-12-24 2001-07-30 経済産業省産業技術総合研究所長 電解液流通型電池
JP2007207620A (ja) * 2006-02-02 2007-08-16 Sumitomo Electric Ind Ltd レドックスフロー電池システム
KR20160082372A (ko) 2014-12-26 2016-07-08 전자부품연구원 전해질을 물리적으로 분리하는 계층부를 포함하지 않는 레독스 흐름 이차전지 및 적층형 레독스 흐름 이차전지
KR20170076514A (ko) 2015-12-24 2017-07-04 오씨아이 주식회사 션트 손실을 감소시킨 레독스 흐름 전지 시스템

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3193992B2 (ja) * 1993-12-24 2001-07-30 経済産業省産業技術総合研究所長 電解液流通型電池
JP2000021433A (ja) * 1998-04-30 2000-01-21 Sumitomo Electric Ind Ltd 電解液タンクおよびその製造方法
JP2007207620A (ja) * 2006-02-02 2007-08-16 Sumitomo Electric Ind Ltd レドックスフロー電池システム
KR20160082372A (ko) 2014-12-26 2016-07-08 전자부품연구원 전해질을 물리적으로 분리하는 계층부를 포함하지 않는 레독스 흐름 이차전지 및 적층형 레독스 흐름 이차전지
KR20170076514A (ko) 2015-12-24 2017-07-04 오씨아이 주식회사 션트 손실을 감소시킨 레독스 흐름 전지 시스템

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102205888B1 (ko) 2020-12-03 2021-01-21 주식회사 에이치투 레독스 흐름 전지용 누액 감지기
DE102022131417A1 (de) 2022-11-28 2024-05-29 Vanevo GmbH Redox-Flow-Batterie, mit mindestens einer Zelle
WO2024117653A1 (ko) * 2022-11-30 2024-06-06 롯데케미칼 주식회사 전해액 제조시설의 션트 전류 감소 장치

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