KR20180130259A - A oxidation-reduction flow battery system - Google Patents

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KR20180130259A
KR20180130259A KR1020170066141A KR20170066141A KR20180130259A KR 20180130259 A KR20180130259 A KR 20180130259A KR 1020170066141 A KR1020170066141 A KR 1020170066141A KR 20170066141 A KR20170066141 A KR 20170066141A KR 20180130259 A KR20180130259 A KR 20180130259A
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박희성
김정명
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창원대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to an oxidation-reduction flow battery system comprising: a membrane; and first and second electrodes which have the membrane formed therebetween. The first electrode comprises: a first porous electrode; a first flow frame supporting the first porous electrode; and a first outer frame disposed on an outer side of the first flow frame. The second electrode comprises: a second porous electrode; a second flow frame supporting the second porous electrode; and a second outer frame disposed on an outer side of the second flow frame. The first outer frame comprises: a first outer frame; a first electrolyte inlet formed in one side of the first outer frame; and a first piezoelectric element disposed adjacent to the first electrolyte inlet. Accordingly, frequency shock generated from piezoelectric elements is applied to precipitates generated in the electrolyte such that the precipitates remaining in the electrolyte can be removed.

Description

산화-환원 유동전지 셀{A oxidation-reduction flow battery system}[0001] The present invention relates to an oxidation-reduction flow battery cell,

본 발명은 산화-환원 유동전지 셀에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전해액에서 발생되는 석출물을 제거할 수 있는 산화-환원 유동전지 셀에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an oxidation-reduction flowable battery cell, and more particularly, to an oxidation-reduction flowable battery cell capable of removing precipitates generated in an electrolyte solution.

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

산화-환원(레독스) 유동 전지는 대용량 전력 저장을 위한 이차 전지로서, 유지 보수 비용이 낮고, 상온에서 작동하며, 용량과 출력을 독립적으로 설계할 수 있다. Oxidation - Reduced (Redox) Flow Cells are secondary batteries for large - capacity power storage. They have low maintenance costs, operate at room temperature, and can design capacity and power independently.

상기 산화-환원(레독스) 유동 전지는 복수의 셀이 적층된 스택과, 양극 전해액과 음극 전해액을 저장하는 전해액 탱크와, 양극 전해액과 음극 전해액을 스택으로 공급 후 배출시키는 펌프 등 의 순환 장치를 포함한다.The oxidation-reduction (redox) flow cell includes a stack in which a plurality of cells are stacked, an electrolyte tank storing a positive electrode electrolyte and a negative electrode electrolyte, and a circulating device such as a pump for supplying and discharging the positive electrode electrolyte and the negative electrode electrolyte stack .

양극 전해액과 음극 전해액은 스택 내부를 순환하면서 산화/환원 반응을 일으키게 된다. The anode electrolyte and the cathode electrolyte circulate in the stack, causing an oxidation / reduction reaction.

한편, 상기 산화-환원(레독스) 유동 전지는 일반적인 전기화학반응의 물리적 특성에 따라 전해액의 온도가 높을수록 반응률이 개선되지만, 바나듐 석출 현상으로 인해 시스템 성능의 급격한 저하를 야기한다. In the oxidation-reduction (redox) flow cell, the higher the temperature of the electrolyte is, the better the reaction rate is, depending on the physical properties of the electrochemical reaction, but the system performance is drastically deteriorated due to vanadium precipitation.

상기 산화-환원(레독스) 유동 전지는 일반적으로 야외에 설치되는 플렌트 설비로, 계절과 날씨에 따라 전해액 저장조의 온도 범위가 변화하게 되는데, 이러한 시스템에서 온도 변화는 전기화학적 반응속도에 영향을 미치며, 온도 증가에 따라 반응률이 증가한다.The oxidation-reduction (redox) flow cell is generally a plant facility installed outdoors, and the temperature range of the electrolyte reservoir varies depending on the season and the weather. In such a system, the temperature change affects the electrochemical reaction rate , The reaction rate increases with increasing temperature.

하지만, 고온의 전해액 온도에서는 전해액에서의 바나듐의 석출 현상이 발생하고, 이에 따라 시스템 성능의 급감이 발생하는 문제점이 있다.However, there is a problem in that vanadium precipitation occurs in the electrolytic solution at a high temperature of the electrolytic solution, resulting in a sharp decrease in system performance.

한국공개특허 10-2013-0038234Korean Patent Laid-Open No. 10-2013-0038234

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전해액에서 발생되는 석출물을 제거할 수 있는 산화-환원 유동 전지 셀을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an oxidation-reduction flowable battery cell capable of removing precipitates generated in an electrolytic solution.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 지적된 문제점을 해결하기 위해서 본 발명은 멤브레인; 및 상기 멤브레인을 사이에 두고 위치하는 제1전극부와 제2전극부를 포함하고, 상기 제1전극부는, 제1다공성 전극; 상기 제1다공성 전극을 지지하는 제1플로우 프레임; 및 상기 제1플로우 프레임의 외측에 위치하는 제1외부 프레임부를 포함하고, 상기 제2전극부는, 제2다공성 전극; 상기 제2다공성 전극을 지지하는 제2플로우 프레임; 및 상기 제2플로우 프레임의 외측에 위치하는 제2외부 프레임부를 포함하며, 상기 제1외부 프레임부는, 제1외부 프레임; 상기 제1외부 프레임의 일측에 위치하는 제1전해액 주입구; 및 상기 제1전해액 주입구와 인접하여 위치하는 제1압전소자를 포함하는 산화-환원 유동전지 셀을 제공한다.In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a membrane- And a first electrode portion and a second electrode portion positioned between the membrane and the first electrode portion, the first electrode portion including a first porous electrode; A first flow frame supporting the first porous electrode; And a first outer frame portion located outside the first flow frame, wherein the second electrode portion includes: a second porous electrode; A second flow frame for supporting the second porous electrode; And a second outer frame part located outside the second flow frame, wherein the first outer frame part comprises: a first outer frame; A first electrolyte inlet located at one side of the first outer frame; And a first piezoelectric element positioned adjacent to the first electrolyte injection port.

또한, 본 발명은 상기 제1외부 프레임부는, 상기 제1외부 프레임의 타측에 위치하는 제1전해액 배출구; 및 상기 제1전해액 배출구와 인접하여 위치하는 제2압전소자를 더 포함하는 산화-환원 유동전지 셀을 제공한다.According to another aspect of the present invention, the first outer frame portion may include: a first electrolyte outlet located on the other side of the first outer frame; And a second piezoelectric element positioned adjacent to the first electrolyte discharge port.

또한, 본 발명은 상기 제1외부 프레임부는, 상기 제1전해액 주입구와 인접하여 위치하는 제1삽입홈 및 상기 제1전해액 배출구와 인접하여 위치하는 제2삽입홈을 포함하고, 상기 제1압전소자는 상기 제1삽입홈에 삽입되어 배치되고, 상기 제2압전소자는 상기 제2삽입홈에 삽입되어 배치되는 산화-환원 유동전지 셀을 제공한다.The first outer frame portion may include a first insertion groove positioned adjacent to the first electrolyte injection hole and a second insertion groove adjacent to the first electrolyte discharge port, And the second piezoelectric element is inserted in the second insertion groove and disposed in the first insertion groove.

또한, 본 발명은 상기 제1플로우 프레임은 양극 플로우 프레임이고, 상기 제1외부 프레임부는 양극 외부 프레임부이며, 상기 제1전해액은 양극 전해액인 산화-환원 유동전지 셀을 제공한다.The present invention also provides an oxidation-reduction flow cell in which the first flow frame is a cathode flow frame, the first outer frame portion is a cathode outer frame portion, and the first electrolyte is a cathode electrolyte.

또한, 본 발명은 상기 제2외부 프레임부는, 제2외부 프레임; 상기 제2외부 프레임의 일측에 위치하는 제2전해액 주입구; 상기 제1외부 프레임의 타측에 위치하는 제2전해액 배출구; 상기 제2전해액 주입구와 인접하여 위치하는 제3압전소자; 및 상기 제1전해액 배출구와 인접하여 위치하는 제4압전소자를 포함하는 산화-환원 유동전지 셀을 제공한다.Further, the present invention is characterized in that the second outer frame portion comprises: a second outer frame; A second electrolyte inlet located at one side of the second outer frame; A second electrolyte outlet located on the other side of the first outer frame; A third piezoelectric element positioned adjacent to the second electrolyte injection port; And a fourth piezoelectric element positioned adjacent to the first electrolyte discharge port.

또한, 본 발명은 상기 제2외부 프레임부는, 상기 제2전해액 주입구와 인접하여 위치하는 제3삽입홈 및 상기 제2전해액 배출구와 인접하여 위치하는 제4삽입홈을 포함하고, 상기 제3압전소자는 상기 제3삽입홈에 삽입되어 배치되고, 상기 제4압전소자는 상기 제4삽입홈에 삽입되어 배치되는 산화-환원 유동전지 셀을 제공한다.The second outer frame portion may include a third insertion groove positioned adjacent to the second electrolyte injection hole and a fourth insertion groove positioned adjacent to the second electrolyte discharge port, And the fourth piezoelectric element is inserted into and disposed in the fourth insertion groove.

또한, 본 발명은 상기 제2플로우 프레임은 음극 플로우 프레임이고, 상기 제2외부 프레임부는 음극 외부 프레임부이며, 상기 제2전해액은 음극 전해액인 산화-환원 유동전지 셀을 제공한다.The present invention also provides an oxidation-reduction flow cell in which the second flow frame is a cathode flow frame, the second outer frame portion is a cathode outer frame portion, and the second electrolyte is a cathode electrolyte.

또한, 본 발명은 멤브레인; 및 상기 멤브레인을 사이에 두고 위치하는 제1전극부와 제2전극부를 포함하고, 상기 제1전극부는, 제1다공성 전극; 상기 제1다공성 전극을 지지하는 제1플로우 프레임; 및 상기 제1플로우 프레임의 외측에 위치하는 제1외부 프레임부를 포함하고, 상기 제2전극부는, 제2다공성 전극; 상기 제2다공성 전극을 지지하는 제2플로우 프레임; 및 상기 제2플로우 프레임의 외측에 위치하는 제2외부 프레임부를 포함하며, 상기 제1플로우 프레임은, 상기 제1플로우 프레임의 일측에 위치하는 제1전해액 제1이동부; 및 상기 제1전해액 제1이동부와 인접하여 위치하는 제1압전소자를 포함하는 산화-환원 유동전지 셀을 제공한다.The present invention also relates to a membrane comprising: a membrane; And a first electrode portion and a second electrode portion positioned between the membrane and the first electrode portion, the first electrode portion including a first porous electrode; A first flow frame supporting the first porous electrode; And a first outer frame portion located outside the first flow frame, wherein the second electrode portion includes: a second porous electrode; A second flow frame for supporting the second porous electrode; And a second outer frame part located outside the second flow frame, wherein the first flow frame includes: a first electrolyte first moving part located at one side of the first flow frame; And a first piezoelectric element positioned adjacent to the first electrolyte first moving part.

또한, 본 발명은 상기 제1플로우 프레임은, 상기 제1플로우 프레임의 타측에 위치하는 제1전해액 제2이동부; 및 상기 제1전해액 제2이동부와 인접하여 위치하는 제2압전소자를 포함하는 산화-환원 유동전지 셀을 제공한다.The first flow frame may include: a first electrolyte second moving part located on the other side of the first flow frame; And a second piezoelectric element positioned adjacent to the first electrolyte second moving part.

또한, 본 발명은 상기 제1플로우 프레임은, 상기 제1전해액 제1이동부와 인접하여 위치하는 제1삽입홈 및 상기 제1전해액 제2이동부와 인접하여 위치하는 제2삽입홈을 포함하고, 상기 제1압전소자는 상기 제1삽입홈에 삽입되어 배치되고, 상기 제2압전소자는 상기 제2삽입홈에 삽입되어 배치되는 산화-환원 유동전지 셀을 제공한다.Further, the present invention is characterized in that the first flow frame includes a first insertion groove located adjacent to the first electrolyte first moving part and a second insertion groove adjacent to the first electrolyte secondary moving part And the first piezoelectric element is inserted in the first insertion groove and the second piezoelectric element is inserted in the second insertion groove.

또한, 본 발명은 상기 제1외부 프레임부는, 제1외부 프레임; 상기 제1외부 프레임의 일측에 위치하는 제1전해액 주입구; 및 상기 제1외부 프레임의 타측에 위치하는 제1전해액 배출구를 포함하고, 상기 제1전해액은 상기 제1전해액 주입구로 주입되어, 상기 제1전해액 제1이동부를 통해, 상기 제1다공성 전극으로 전달되며, 상기 제1다공성 전극에서 유동된 상기 제1전해액은 상기 제1전해액 제2이동부를 통해, 상기 제1전해액 배출구로 전달되며, 상기 제1전해액은 상기 제1전해액 배출구를 통해 배출되는 산화-환원 유동전지 셀을 제공한다.Further, in the present invention, the first outer frame portion may include: a first outer frame; A first electrolyte inlet located at one side of the first outer frame; And a first electrolyte outlet located on the other side of the first outer frame, wherein the first electrolyte is injected into the first electrolyte injection port, and is transmitted to the first porous electrode through the first electrolyte first moving part Wherein the first electrolyte flows from the first porous electrode to the first electrolyte outlet through the first electrolyte second moving part and the first electrolyte is discharged through the first electrolyte outlet, A reduced flow battery cell is provided.

또한, 본 발명은 상기 제2플로우 프레임은, 상기 제2플로우 프레임의 일측에 위치하는 제2전해액 제1이동부; 상기 제2플로우 프레임의 타측에 위치하는 제2전해액 제2이동부; 상기 제2전해액 제1이동부와 인접하여 위치하는 제3압전소자; 및 상기 제2전해액 제2이동부와 인접하여 위치하는 제4압전소자를 포함하는 산화-환원 유동전지 셀을 제공한다.The second flow frame may further include: a second electrolyte first moving part positioned at one side of the second flow frame; A second electrolyte second moving part positioned on the other side of the second flow frame; A third piezoelectric element positioned adjacent to the second electrolyte first moving part; And a fourth piezoelectric element positioned adjacent to the second electrolyte second moving part.

또한, 본 발명은 상기 제2플로우 프레임은, 상기 제2전해액 제1이동부와 인접하여 위치하는 제3삽입홈 및 상기 제2전해액 제2이동부와 인접하여 위치하는 제4삽입홈을 포함하고, 상기 제3압전소자는 상기 제3삽입홈에 삽입되어 배치되고, 상기 제4압전소자는 상기 제4삽입홈에 삽입되어 배치되는 산화-환원 유동전지 셀을 제공한다.Further, the present invention is characterized in that the second flow frame includes a third insertion groove positioned adjacent to the second electrolyte first moving part and a fourth insertion groove adjacent to the second electrolyte secondary moving part The third piezoelectric element is inserted in the third insertion groove and the fourth piezoelectric element is inserted in the fourth insertion groove to be disposed in the oxidation-reduction flow battery cell.

또한, 본 발명은 상기 제2외부 프레임부는, 제2외부 프레임; 상기 제2외부 프레임의 일측에 위치하는 제2전해액 주입구; 및 상기 제2외부 프레임의 타측에 위치하는 제2전해액 배출구를 포함하고, 상기 제2전해액은 상기 제2전해액 주입구로 주입되어, 상기 제2전해액 제1이동부를 통해, 상기 제2다공성 전극으로 전달되며, 상기 제2다공성 전극에서 유동된 상기 제2전해액은 상기 제2전해액 제2이동부를 통해, 상기 제2전해액 배출구로 전달되며, 상기 제2전해액은 상기 제2전해액 배출구를 통해 배출되는 산화-환원 유동전지 셀을 제공한다.Further, the present invention is characterized in that the second outer frame portion comprises: a second outer frame; A second electrolyte inlet located at one side of the second outer frame; And a second electrolyte discharge port located on the other side of the second outer frame, wherein the second electrolyte is injected into the second electrolyte injection port, and is transferred to the second porous electrode through the second electrolyte first transfer section Wherein the second electrolyte flows from the second porous electrode to the second electrolyte discharge port through the second electrolyte second moving part and the second electrolyte flows out through the second electrolyte discharge port, A reduced flow battery cell is provided.

상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 전해액에서 발생되는 석출물에 압전소자를 통한 주파수 충격을 가함으로써, 상기 전해액에 존재하는 석출물을 제거할 수 있는 산화-환원 유동 전지 셀을 제공할 수 있다.According to the present invention as described above, it is possible to provide a redox battery cell capable of removing precipitates present in the electrolyte solution by applying a frequency impact through a piezoelectric element to a precipitate generated in the electrolyte solution.

또한, 상기 전해액에서 발생되는 석출물의 제거를 통해, 셀의 충방전 특성을 개선하며, 효율을 높이고 안정적인 성능확보를 가능하게 하는 산화-환원 유동 전지 셀을 제공할 수 있다.Also, it is possible to provide an oxidation-reduction fluid battery cell which improves the charge / discharge characteristics of the cell, removes precipitates generated from the electrolyte solution, and increases efficiency and ensures stable performance.

도 1은 본 발명에 따른 산화-환원 유동전지를 도시하는 개략적인 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 산화-환원 유동전지 셀을 도시하는 개략적인 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 제1외부 프레임부를 도시하는 개략적인 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 제1외부 프레임부를 도시하는 개략적인 평면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 제2외부 프레임부를 도시하는 개략적인 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 제2외부 프레임부를 도시하는 개략적인 평면도이다.1 is a schematic view showing an oxidation-reduction flow cell according to the present invention.
2 is a schematic perspective view showing an oxidation-reduction flow cell according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic perspective view showing a first outer frame unit according to the present invention, and FIG. 4 is a schematic plan view showing a first outer frame unit according to the present invention.
FIG. 5 is a schematic perspective view showing a second outer frame unit according to the present invention, and FIG. 6 is a schematic plan view showing a second outer frame unit according to the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.

아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. &Quot; and / or "include each and every combination of one or more of the mentioned items. ≪ RTI ID = 0.0 >

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.Although the first, second, etc. are used to describe various components, it goes without saying that these components are not limited by these terms. These terms are used only to distinguish one component from another. Therefore, it goes without saying that the first component mentioned below may be the second component within the technical scope of the present invention.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. The terms " comprises "and / or" comprising "used in the specification do not exclude the presence or addition of one or more other elements in addition to the stated element.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소와 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다. The terms spatially relative, "below", "beneath", "lower", "above", "upper" And can be used to easily describe a correlation between an element and other elements. Spatially relative terms should be understood in terms of the directions shown in the drawings, including the different directions of components at the time of use or operation. For example, when inverting an element shown in the figures, an element described as "below" or "beneath" of another element may be placed "above" another element . Thus, the exemplary term "below" can include both downward and upward directions. The components can also be oriented in different directions, so that spatially relative terms can be interpreted according to orientation.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 산화-환원 유동전지를 도시하는 개략적인 도면이다.1 is a schematic view showing an oxidation-reduction flow cell according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 산화-환원 유동전지(10)는 스택(20), 전해액 탱크(30) 및 전해액 순환부(40)를 포함한다.Referring to FIG. 1, an oxidation-reduction flow cell 10 according to the present invention includes a stack 20, an electrolyte tank 30, and an electrolyte circulation unit 40.

상기 스택(20)은 복수의 산화-환원 유동전지 셀(100, 이하, "전지 셀"이라함.)로 구성되며, 전해액 탱크(30)는 양극 전해액과 음극 전해액을 저장한다. The stack 20 is composed of a plurality of oxidation-reduction flow cells 100 (hereinafter referred to as "battery cells"), and the electrolyte tank 30 stores a cathode electrolyte and a cathode electrolyte.

또한, 상기 전해액 순환부(40)는 전해액 탱크(30)의 양극 전해액 및 음극 전해액을 스택(20)으로 공급하며 스택(20)에서 사용된 양극 전해액 및 음극 전해액을 전해액 탱크(30)로 회수할 수 있다. The electrolyte circulation unit 40 supplies the positive electrode electrolyte solution and the negative electrode electrolyte solution of the electrolyte tank 30 to the stack 20 and collects the positive and negative electrode electrolytes used in the stack 20 into the electrolyte tank 30 .

또한, 상기 전해액 탱크(30)는 칸막이(34)에 의해 구획된 두 개의 챔버(31, 32)로 구성될 수 있으며, 보다 구체적으로, 음극 전해액을 저장하는 제1챔버(31)와, 양극 전해액을 저장하는 제2챔버(32)를 포함할 수 있다.The electrolyte tank 30 may be composed of two chambers 31 and 32 partitioned by a partition 34 and more specifically includes a first chamber 31 for storing a negative electrode electrolyte, And a second chamber 32 for storing the gas.

상기 전해액 순환부(40)는 제1챔버(31)의 하측과 상기 스택(20)의 음극 전해액 주입구를 연결하는 제1 배관(41)과, 상기 스택(20)의 음극 전해액 배출구와 제1 챔버(31)의 상측을 연결하는 제2배관(42)과, 제1배관(41)에 설치되어 음극 전해액을 순환시키는 제1펌프(43)를 포함한다.The electrolyte circulation unit 40 includes a first pipe 41 connecting a lower side of the first chamber 31 and a cathode electrolyte injection port of the stack 20 and a second pipe 41 connecting the cathode electrolyte discharge port of the stack 20 and the first chamber 31, A second pipe 42 connecting the upper side of the first pipe 31 and a first pump 43 installed in the first pipe 41 and circulating the negative electrode electrolyte.

이때, 제1챔버(31)의 음극 전해액은 제1배관(41)을 통해 스택(20)으로 공급되어 각 전지 셀(100)에 제공되며, 각 전지 셀(100)에서 화학 반응을 거친 음극 전해액은 상기 제2배관(42)을 통해 다시 상기 제1챔버(31)로 회수된다.At this time, the negative electrode electrolyte of the first chamber 31 is supplied to the stack 20 through the first pipe 41 to be supplied to the respective battery cells 100, and the negative electrode electrolyte solution Is again returned to the first chamber (31) through the second pipe (42).

또한, 상기 전해액 순환부(40)는 제2챔버(32)의 하측과 상기 스택(20)의 양극 전해액 주입구를 연결하는 제3배관(44)과, 상기 스택(20)의 양극 전해액 배출구와 제2챔버(32)의 상측을 연결하는 제4배관(45)과, 제3배관(44)에 설치되어 양극 전해액을 순환시키는 제2펌프(46)를 포함한다.The electrolyte circulation unit 40 includes a third pipe 44 connecting a lower side of the second chamber 32 and a positive electrode electrolyte inlet of the stack 20, A fourth pipe 45 connecting the upper side of the second chamber 32 and a second pump 46 installed in the third pipe 44 for circulating the positive electrode electrolyte.

이때, 상기 제2챔버(32)의 양극 전해액은 제3배관(44)을 통해 상기 스택(20)으로 공급되어 각 전지 셀(100)에 제공되며, 각 전지 셀(100)에서 화학 반응을 거친 양극 전해액은 제4배관(45)을 통해 상기 제2챔버(32)로 회수된다.At this time, the anode electrolyte of the second chamber 32 is supplied to the stack 20 through the third pipe 44 and provided to each battery cell 100, The positive electrode electrolytic solution is recovered to the second chamber 32 through the fourth pipe 45.

본 발명에 따른 산화-환원 유동전지는 양극 전해액과 음극 전해액이 상기 스택(20) 내부를 순환하면서 산화/환원 반응을 일으키며, 이 과정에서 전기가 발생하게 된다.In the oxidation-reduction flow cell according to the present invention, the anode electrolyte and the cathode electrolyte circulate in the stack 20 to cause an oxidation / reduction reaction, and electricity is generated in this process.

이하에서는 본 발명에 따른 산화-환원 유동전지 셀을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the oxidation-reduction flowable battery cell according to the present invention will be described in more detail.

도 2는 본 발명에 따른 산화-환원 유동전지 셀을 도시하는 개략적인 사시도이다.2 is a schematic perspective view showing an oxidation-reduction flow cell according to the present invention.

즉, 도 2의 산화-환원 유동전지 셀은 상술한 도 1의 스택(20)에서의 복수개의 전지 셀 중 하나의 전지 셀을 도시하고 있다.That is, the oxidation-reduction flow cell of FIG. 2 shows one of the plurality of battery cells in the stack 20 of FIG. 1 described above.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 산화-환원 유동전지 셀(100, 이하, "전지 셀"이라 함.)은 이온 교환막인 멤브레인(110)과, 상기 멤브레인(110)을 사이에 두고 위치하는 제1전극부(120) 및 제2전극부(130)를 포함한다.Referring to FIG. 2, an oxidation-reduction flow cell 100 (hereinafter referred to as a "battery cell") according to the present invention includes a membrane 110 as an ion exchange membrane, And includes a first electrode unit 120 and a second electrode unit 130.

상기 제1전극부(120)는 제1다공성 전극(122) 및 상기 제1다공성 전극(122)을 지지하는 제1플로우 프레임(121)을 포함하며, 상기 제2전극부(130)는 제2다공성 전극(132) 및 상기 제2다공성전극(132)를 지지하는 제2플로우 프레임(131)을 포함한다.The first electrode unit 120 includes a first porous electrode 122 and a first flow frame 121 that supports the first porous electrode 122. The second electrode unit 130 includes a second porous electrode 122, And a second flow frame 131 for supporting the porous electrode 132 and the second porous electrode 132.

또한, 상기 제1전극부(120)는 상기 제1플로우 프레임(121)의 외측에 위치하는 제1외부 프레임부(140)를 포함하며, 상기 제2전극부(120)는 상기 제2플로우 프레임(131)의 외측에 위치하는 제2외부 프레임부(140)를 포함한다.The first electrode unit 120 includes a first outer frame unit 140 positioned on the outer side of the first flow frame 121 and the second electrode unit 120 is connected to the second flow frame 121. [ And a second outer frame part 140 located outside the first outer frame part 131.

이때, 도면에는 도시하지 않았으나, 상기 제1전극부(120)는 상기 제1플로우 프레임(121)과 상기 제1외부 프레임부(140)의 사이에 위치하는 양극 전극(미도시)을 포함할 수 있으며, 또한, 상기 제2전극부(130)는 상기 제2플로우 프레임(131)과 상기 제2외부 프레임부(150)의 사이에 위치하는 음극 전극(미도시)을 포함할 수 있다.The first electrode unit 120 may include an anode electrode (not shown) positioned between the first flow frame 121 and the first outer frame unit 140 The second electrode unit 130 may include a cathode electrode (not shown) positioned between the second flow frame 131 and the second outer frame unit 150.

이 경우, 상기 제1플로우 프레임(121)은 양극 플로우 프레임일 수 있으며, 상기 제2플로우 프레임(131)은 음극 플로우 프레임일 수 있다.In this case, the first flow frame 121 may be a positive flow frame, and the second flow frame 131 may be a negative flow frame.

또한, 이 경우, 상기 제1외부 프레임부(140)는 양극 외부 프레임부 일 수 있고, 또한, 사기 제2외부 프레임부(140)는 음극 외부 프레임부일 수 있다.In this case, the first outer frame part 140 may be a cathode outer frame part, and the second outer frame part 140 may be a cathode outer frame part.

한편, 상기 플로우 프레임(121, 131)은 PP(polypropylene), PE(polyethylene), HDPE(high density polyethylene), LDPE(low density polyethylene), LLDPE(linear low density polyethylene), PS(polystyrene), PET(polyethylene terephthalate), PVC(polyvinyl chloride) 및 Epoxy 중 선택되는 어느 하나의 재질일 수 있으며, 다만, 본 발명에서 상기 플로우 프레임(121, 131)의 종류를 제한하는 것은 아니다.The flow frames 121 and 131 may be formed of a material such as polypropylene (PP), polyethylene (PE), high density polyethylene (HDPE), low density polyethylene (LDPE), linear low density polyethylene (LLDPE), polystyrene polyethylene terephthalate, polyvinyl chloride (PVC), and epoxy. However, the present invention is not limited to the types of the flow frames 121 and 131.

또한, 상기 제1다공성 전극(122) 및 상기 제2다공성 전극(132)은 카본 펠트로 제작될 수 있고, 상기 양극 전극 및 상기 음극 전극은 그라파이트 재질일 수 잇으며, 다만, 본 발명에서 이들의 재질을 제한하는 것은 아니다.In addition, the first porous electrode 122 and the second porous electrode 132 may be made of carbon felt, and the anode electrode and the cathode electrode may be graphite. However, in the present invention, .

이하에서는 본 발명에 따른 제1외부 프레임부 및 제2외부 프레임부에 대해 상술하기로 한다.Hereinafter, the first outer frame unit and the second outer frame unit according to the present invention will be described in detail.

도 3은 본 발명에 따른 제1외부 프레임부를 도시하는 개략적인 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 제1외부 프레임부를 도시하는 개략적인 평면도이다.FIG. 3 is a schematic perspective view showing a first outer frame unit according to the present invention, and FIG. 4 is a schematic plan view showing a first outer frame unit according to the present invention.

이때, 상술한 바와 같이, 상기 제1외부 프레임부는 양극 외부 프레임부일 수 있다.At this time, as described above, the first outer frame portion may be the anode outer frame portion.

도 2, 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 제1외부 프레임부(140)는 제1외부 프레임(141); 상기 제1외부 프레임(141)의 일측에 위치하는 제1전해액 주입구(142a) 및 상기 제1외부 프레임(141)의 타측에 위치하는 제1전해액 배출구(142b)를 포함한다.2, 3 and 4, the first outer frame part 140 according to the present invention includes a first outer frame 141; A first electrolyte inlet 142a located at one side of the first outer frame 141 and a first electrolyte outlet 142b located at the other side of the first outer frame 141.

상기 제1전해액은 양극전해액 일 수 있으며, 즉, 양극 전해액은 제1전해액 주입구(142a)로 주입되어, 상기 제1전해액 배출구(142b)로 배출될 수 있다.The first electrolyte may be a positive electrode electrolyte, that is, the positive electrode electrolyte may be injected into the first electrolyte inlet 142a and discharged to the first electrolyte outlet 142b.

또한, 본 발명에 따른 제1외부 프레임부(140)는 상기 제1외부 프레임(141)의 일정 영역에 위치하는 압전소자(143)를 포함하며, 구체적으로, 상기 압전소자(143)는 상기 제1전해액 주입구(142a)와 인접하여 위치하는 제1압전소자(143a) 및 상기 제1전해액 배출구(142b)와 인접하여 위치하는 제2압전소자(143b)를 포함할 수 있다.The first outer frame 140 according to the present invention includes a piezoelectric element 143 located in a predetermined region of the first outer frame 141. Specifically, A first piezoelectric element 143a positioned adjacent to the first electrolyte injection port 142a and a second piezoelectric element 143b positioned adjacent to the first electrolyte discharge port 142b.

이때, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 압전소자(143)는 상기 제1외브 프레임(141)의 일정 영역에 위치하는 삽입홈(144)에 배치되는 것이 바람직하다.3, it is preferable that the piezoelectric element 143 is disposed in the insertion groove 144 located in a certain region of the first outer frame 141.

즉, 상기 삽입홈(144)은 상기 제1전해액 주입구(142a)와 인접하여 위치하는 제1삽입홈(144a) 및 상기 제1전해액 배출구(142b)와 인접하여 위치하는 제2삽입홈(144b)을 포함할 수 있으며, 상기 제1압전소자(143a)는 상기 제1삽입홈(144a)에삽입되어 배치되고, 상기 제2압전소자(143b)는 상기 제2삽입홈(144b)에 삽입되어 배치되는 것이 바람직하다.That is, the insertion groove 144 includes a first insertion groove 144a positioned adjacent to the first electrolyte injection hole 142a and a second insertion groove 144b positioned adjacent to the first electrolyte discharge hole 142b. And the first piezoelectric element 143a is inserted into the first insertion groove 144a and the second piezoelectric element 143b is inserted into the second insertion groove 144b, .

따라서, 본 발명에서는 상기 제1압전소자(143a)는 상기 제1삽입홈(144a)에 삽입되어 배치되고, 상기 제2압전소자(143b)는 상기 제2삽입홈(144b)에 삽입되어 배치됨으로써, 상기 압전소자가 상기 제1외부 프레임(141)에서 차지하는 공간을 최소화하거나, 전혀 없도록 할 수 있다.Therefore, in the present invention, the first piezoelectric element 143a is inserted into the first insertion groove 144a and the second piezoelectric element 143b is inserted into the second insertion groove 144b , The space occupied by the piezoelectric element in the first outer frame 141 can be minimized or eliminated at all.

또한, 상기 제1전해액 주입구(142a)와 상기 제1압전소자(143a)는 W1의 길이로 이격하여 위치할 수 있으며, 상기 제1전해액 배출구(142b)와 상기 제2압전소자(143b)는 W2의 길이로 이격하여 위치할 수 있으며, 상기 W1 및 상기 W2는 0 내지 200mm인 것이 바람직하다. The first electrolyte inlet 142a and the first piezoelectric element 143a may be spaced apart from each other by a length W1 and the first electrolyte outlet 142b and the second piezoelectric element 143b may be spaced apart from each other by W2 And W1 and W2 are preferably in the range of 0 to 200 mm.

이때, 본 발명에서는 상기 압전소자에 전원을 공급하기 위한 전원부를 더 포함할 수 있다.In this case, the present invention may further include a power supply for supplying power to the piezoelectric element.

즉, 상기 전원부에 의해 상기 압전소자에 전원이 공급되는 경우, 상기 압전소자에는 높은 주파수가 발생하게 되고, 상기 주파수 충격은 상기 제1전해액 주입구(142a) 및 상기 제1전해액 배출구(142b)에 전달되게 된다.That is, when power is supplied to the piezoelectric element by the power supply unit, a high frequency is generated in the piezoelectric element, and the frequency impact is transmitted to the first electrolyte inlet 142a and the first electrolyte outlet 142b .

이때, 제1전해액, 예를 들면, 양극 전해액이 상기 제1전해액 주입구(142a) 및 상기 제1전해액 배출구(142b)를 통과하는 과정에서, 상기 압전소자에 의한 높은 주파수 충격은 상기 양극 전해액에 전달되게 되고, 상기 양극 전해액에 포함되는 석출물, 예를 들면, 바나늄 석출물에 상기 주파수 충격이 가해짐으로써, 상기 석출물을 입자 형태로 미세화되게 된다.At this time, in the process of passing the first electrolyte solution, for example, the anode electrolyte through the first electrolyte inlet 142a and the first electrolyte outlet 142b, the high frequency impact caused by the piezoelectric element is transmitted to the cathode electrolyte And the frequency impact is applied to a precipitate contained in the positive electrode electrolytic solution, for example, a vanadium precipitate, whereby the precipitate becomes fine in the form of particles.

따라서, 상기 석출물의 미세화로 인하여, 상기 다공성 전극의 활성화 영역 감소에 따른 질량 전달 저하를 방지할 수 있다.Therefore, due to miniaturization of the precipitate, it is possible to prevent the mass transfer from being degraded due to the decrease in the activation area of the porous electrode.

즉, 본 발명에서는 양극 전해액에서 발생되는 석출물에 압전소자를 통한 주파수 충격을 가함으로써, 상기 양극 전해액에 존재하는 석출물을 제거할 수 있는 산화-환원 유동 전지 셀을 제공할 수 있다.That is, according to the present invention, it is possible to provide a redox battery cell capable of removing precipitates present in the positive electrode electrolyte by applying a frequency impact to the precipitate generated in the positive electrode electrolyte through the piezoelectric element.

또한, 상기 양극 전해액에서 발생되는 석출물의 제거를 통해, 셀의 충방전 특성을 개선하며, 효율을 높이고 안정적인 성능확보를 가능하게 하는 산화-환원 유동 전지 셀을 제공할 수 있다.Also, it is possible to provide an oxidation-reduction fluid battery cell which improves the charge / discharge characteristics of the cell, removes precipitates generated in the positive electrode electrolyte, and increases efficiency and ensures stable performance.

도 5는 본 발명에 따른 제2외부 프레임부를 도시하는 개략적인 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 제2외부 프레임부를 도시하는 개략적인 평면도이다.FIG. 5 is a schematic perspective view showing a second outer frame unit according to the present invention, and FIG. 6 is a schematic plan view showing a second outer frame unit according to the present invention.

도 2, 도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 제2외부 프레임부(150)는 제2외부 프레임(151); 상기 제2외부 프레임(151)의 일측에 위치하는 제2전해액 주입구(152a) 및 상기 제2외부 프레임(151)의 타측에 위치하는 제2전해액 배출구(152b)를 포함한다.2, 5 and 6, the second outer frame unit 150 according to the present invention includes a second outer frame 151; A second electrolyte inlet 152a located at one side of the second outer frame 151 and a second electrolyte outlet 152b located at the other side of the second outer frame 151. [

상기 제2전해액은 음극전해액 일 수 있으며, 즉, 음극 전해액은 제2전해액 주입구(152a)로 주입되어, 상기 제2전해액 배출구(152b)로 배출될 수 있다.The second electrolyte may be a negative electrode electrolyte, that is, the negative electrode electrolyte may be injected into the second electrolyte inlet 152a and discharged to the second electrolyte outlet 152b.

또한, 본 발명에 따른 제2외부 프레임부(150)는 상기 제2외부 프레임(151)의 일정 영역에 위치하는 압전소자(153)를 포함하며, 구체적으로, 상기 압전소자(153)는 상기 제2전해액 주입구(152a)와 인접하여 위치하는 제3압전소자(153a) 및 상기 제2전해액 배출구(152b)와 인접하여 위치하는 제4압전소자(153b)를 포함할 수 있다.The second outer frame unit 150 according to the present invention includes a piezoelectric element 153 positioned in a predetermined region of the second outer frame 151. Specifically, A third piezoelectric element 153a positioned adjacent to the second electrolyte injection port 152a and a fourth piezoelectric element 153b positioned adjacent to the second electrolyte discharge port 152b.

이때, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 압전소자(153)는 상기 제2외브 프레임(151)의 일정 영역에 위치하는 삽입홈(154)에 배치되는 것이 바람직하다.5, it is preferable that the piezoelectric element 153 is disposed in the insertion groove 154 located in a predetermined region of the second outer frame 151.

즉, 상기 삽입홈(154)은 상기 제2전해액 주입구(152a)와 인접하여 위치하는 제3삽입홈(154a) 및 상기 제2전해액 배출구(152b)와 인접하여 위치하는 제4삽입홈(154b)을 포함할 수 있으며, 상기 제3압전소자(153a)는 상기 제3삽입홈(154a)에삽입되어 배치되고, 상기 제4압전소자(153b)는 상기 제4삽입홈(154b)에 삽입되어 배치되는 것이 바람직하다.That is, the insertion groove 154 has a third insertion groove 154a positioned adjacent to the second electrolyte injection hole 152a and a fourth insertion groove 154b positioned adjacent to the second electrolyte discharge hole 152b. The third piezoelectric element 153a may be inserted into the third insertion groove 154a and the fourth piezoelectric element 153b may be inserted into the fourth insertion groove 154b, .

따라서, 본 발명에서는 상기 제3압전소자(153a)는 상기 제3삽입홈(154a)에 삽입되어 배치되고, 상기 제4압전소자(153b)는 상기 제4삽입홈(154b)에 삽입되어 배치됨으로써, 상기 압전소자가 상기 제2외부 프레임(151)에서 차지하는 공간을 최소화하거나, 전혀 없도록 할 수 있다.Therefore, in the present invention, the third piezoelectric element 153a is inserted into the third insertion groove 154a, and the fourth piezoelectric element 153b is inserted into the fourth insertion groove 154b , The space occupied by the piezoelectric element in the second outer frame 151 can be minimized or eliminated at all.

또한, 상기 제2전해액 주입구(152a)와 상기 제3압전소자(153a)는 W3의 길이로 이격하여 위치할 수 있으며, 상기 제2전해액 배출구(152b)와 상기 제4압전소자(153b)는 W4의 길이로 이격하여 위치할 수 있으며, 상기 W3 및 상기 W4는 0 내지 200mm인 것이 바람직하다. The second electrolyte inlet 152a and the third piezoelectric element 153a may be spaced apart from each other by a length of W3 and the second electrolyte outlet 152b and the fourth piezoelectric element 153b may be positioned at W4 And W3 and W4 are preferably in the range of 0 to 200 mm.

이때, 본 발명에서는 상기 압전소자에 전원을 공급하기 위한 전원부를 더 포함할 수 있다.In this case, the present invention may further include a power supply for supplying power to the piezoelectric element.

즉, 상기 전원부에 의해 상기 압전소자에 전원이 공급되는 경우, 상기 압전소자에는 높은 주파수가 발생하게 되고, 상기 주파수 충격은 상기 제2전해액 주입구(152a) 및 상기 제2전해액 배출구(152b)에 전달되게 된다.That is, when power is supplied to the piezoelectric element by the power supply unit, a high frequency is generated in the piezoelectric element, and the frequency impact is transmitted to the second electrolyte inlet 152a and the second electrolyte outlet 152b .

이때, 제2전해액, 예를 들면, 음극 전해액이 상기 제2전해액 주입구(152a) 및 상기 제2전해액 배출구(152b)를 통과하는 과정에서, 상기 압전소자에 의한 높은 주파수 충격은 상기 음극 전해액에 전달되게 되고, 상기 음극 전해액에 포함되는 석출물에 상기 주파수 충격이 가해짐으로써, 상기 석출물을 입자 형태로 미세화되게 된다.At this time, in the process of passing the second electrolyte, for example, the cathode electrolyte through the second electrolyte inlet 152a and the second electrolyte outlet 152b, the high frequency impact caused by the piezoelectric element is transmitted to the cathode electrolyte And the frequency impact is applied to the precipitate contained in the negative electrode electrolyte, whereby the precipitate is made fine in the form of particles.

따라서, 상기 석출물의 미세화로 인하여, 상기 다공성 전극의 활성화 영역 감소에 따른 질량 전달 저하를 방지할 수 있다.Therefore, due to miniaturization of the precipitate, it is possible to prevent the mass transfer from being degraded due to the decrease in the activation area of the porous electrode.

즉, 본 발명에서는 양극 전해액에서 발생되는 석출물에 압전소자를 통한 주파수 충격을 가함으로써, 상기 양극 전해액에 존재하는 석출물을 제거할 수 있는 산화-환원 유동 전지 셀을 제공할 수 있다.That is, according to the present invention, it is possible to provide a redox battery cell capable of removing precipitates present in the positive electrode electrolyte by applying a frequency impact to the precipitate generated in the positive electrode electrolyte through the piezoelectric element.

또한, 상기 양극 전해액에서 발생되는 석출물의 제거를 통해, 셀의 충방전 특성을 개선하며, 효율을 높이고 안정적인 성능확보를 가능하게 하는 산화-환원 유동 전지 셀을 제공할 수 있다.Also, it is possible to provide an oxidation-reduction fluid battery cell which improves the charge / discharge characteristics of the cell, removes precipitates generated in the positive electrode electrolyte, and increases efficiency and ensures stable performance.

계속해서, 도 2를 참조하면, 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지 셀(100)은 이온 교환막인 멤브레인(110)과, 상기 멤브레인(110)을 사이에 두고 위치하는 제1전극부(120) 및 제2전극부(130)를 포함하며, 또한, 상기 제1전극부(120)는 상기 멤브레인(110)의 일측에 위치하는 제1플로우 프레임(121) 및 상기 멤브레인(110)의 타측에 위치하는 제2플로우 프레임(131)을 포함할 수 있다.2, the battery cell 100 according to the present invention includes a membrane 110 as an ion exchange membrane, a first electrode unit 120 disposed between the membrane 110 and the membrane 110, And the second electrode unit 130. The first electrode unit 120 includes a first flow frame 121 located at one side of the membrane 110 and a second flow frame 121 located at the other side of the membrane 110 And the second flow frame 131 is located.

이 경우, 상기 제1플로우 프레임(121)은 양극 플로우 프레임일 수 있으며, 상기 제2플로우 프레임(131)은 음극 플로우 프레임일 수 있다.In this case, the first flow frame 121 may be a positive flow frame, and the second flow frame 131 may be a negative flow frame.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1플로우 프레임(121)은, 상기 제1플로우 프레임(121)의 일측에 위치하는 제1전해액 제1이동부(123a) 및 상기 제1플로우 프레임(121)의 타측에 위치하는 제1전해액 제2이동부(123b)를 포함한다.2, the first flow frame 121 includes a first electrolyte first moving part 123a located at one side of the first flow frame 121 and a second electrolyte moving part 123b positioned at one side of the first flow frame 121, And a first electrolyte second moving part 123b positioned on the other side of the second electrolyte moving part 123b.

이때, 상기 제1전해액은 양극전해액 일 수 있다.At this time, the first electrolyte may be a positive electrode electrolyte.

즉, 본 발명에서, 상기 양극 전해액은 제1전해액 주입구(142a)로 주입되어, 상기 제1전해액 제1이동부(123a)를 통해, 상기 제1다공성 전극(122)로 전달되며, 상기 제1다공성 전극(122)에서 유동된 양극 전해액은 상기 제1전해액 제2이동부(123b)를 통해, 상기 제1전해액 배출구(142b)로 전달되며, 최종적으로 상기 양극 전해액은 상기 제1전해액 배출구(142b)를 통해 배출될 수 있다.That is, in the present invention, the positive electrode electrolyte is injected into the first electrolyte injection port 142a, is transmitted to the first porous electrode 122 through the first electrolyte first moving part 123a, The positive electrode electrolyte flowing from the porous electrode 122 is transferred to the first electrolyte discharge port 142b through the first electrolyte second moving part 123b and finally the positive electrode electrolyte is discharged through the first electrolyte discharge port 142b ). ≪ / RTI >

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제2플로우 프레임(131)은, 상기 제2플로우 프레임(131)의 일측에 위치하는 제2전해액 제1이동부(133a) 및 상기 제2플로우 프레임(131)의 타측에 위치하는 제2전해액 제2이동부(133b)를 포함한다.2, the second flow frame 131 includes a second electrolyte first moving part 133a positioned at one side of the second flow frame 131 and a second electrolyte first moving part 133b positioned at one side of the second flow frame 131. [ And a second electrolyte second moving part 133b positioned on the other side of the second electrolyte moving part 133b.

이때, 상기 제1전해액은 음극전해액 일 수 있다.At this time, the first electrolyte may be a negative electrode electrolyte.

즉, 본 발명에서, 상기 음극 전해액은 제2전해액 주입구(152a)로 주입되어, 상기 제2전해액 제1이동부(133a)를 통해, 상기 제2다공성 전극(132)로 전달되며, 상기 제2다공성 전극(132)에서 유동된 음극 전해액은 상기 제2전해액 제2이동부(133b)를 통해, 상기 제2전해액 배출구(152b)로 전달되며, 최종적으로 상기 음극 전해액은 상기 제2전해액 배출구(152b)를 통해 배출될 수 있다.That is, in the present invention, the negative electrode electrolyte is injected into the second electrolyte injection port 152a and is transmitted to the second porous electrode 132 through the second electrolyte first moving part 133a, The negative electrode electrolyte flowing from the porous electrode 132 is transferred to the second electrolyte discharge port 152b through the second electrolyte second moving part 133b and finally the negative electrode electrolyte is discharged through the second electrolyte discharge port 152b ). ≪ / RTI >

한편, 도면에는 도시하지 않았으나, 본 발명에 따른 제1플로우 프레임(121)은 상기 제1플로우 프레임(121)의 일정 영역에 위치하는 압전소자(미도시)를 포함하며, 구체적으로, 상기 압전소자(미도시)는 상기 제1전해액 제1이동부(123a)와 인접하여 위치하는 제1압전소자(미도시) 및 상기 제1전해액 제2이동부(123b)와 인접하여 위치하는 제2압전소자(미도시)를 포함할 수 있다.Although not shown in the drawing, the first flow frame 121 according to the present invention includes a piezoelectric element (not shown) positioned in a certain region of the first flow frame 121, and specifically, (Not shown) includes a first piezoelectric element (not shown) positioned adjacent to the first electrolyte first moving part 123a and a second piezoelectric element (not shown) positioned adjacent to the first electrolyte second moving part 123b. (Not shown).

또한, 상기 압전소자(미도시)는 상기 제1플로우 프레임(121)의 일정 영역에 위치하는 삽입홈(미도시)에 배치되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the piezoelectric element (not shown) is disposed in an insertion groove (not shown) located in a certain region of the first flow frame 121.

이와 같은, 제1플로우 프레임(121)에 상기 압전소자가 배치되는 것은, 상술한 도 2, 도 3 및 도 4의 제1외부 프레임(141)에 압전소자가 배치되는 것과 동일하므로, 이하 구체적인 설명은 생략하기로 한다.The piezoelectric element is disposed in the first flow frame 121 as described above because the piezoelectric element is disposed in the first outer frame 141 shown in Figs. 2, 3, and 4, and therefore, Is omitted.

또한, 도면에는 도시하지 않았으나, 본 발명에 따른 제2플로우 프레임(131)은 상기 제2플로우 프레임(131)의 일정 영역에 위치하는 압전소자(미도시)를 포함하며, 구체적으로, 상기 압전소자(미도시)는 상기 제2전해액 제1이동부(133a)와 인접하여 위치하는 제3압전소자(미도시) 및 상기 제2전해액 제2이동부(133b)와 인접하여 위치하는 제4압전소자(미도시)를 포함할 수 있다.Although not shown in the drawing, the second flow frame 131 according to the present invention includes a piezoelectric element (not shown) positioned in a predetermined region of the second flow frame 131, and specifically, (Not shown) is disposed between a third piezoelectric element (not shown) positioned adjacent to the second electrolyte first moving part 133a and a third piezoelectric element (not shown) positioned adjacent to the second electrolyte second moving part 133b. (Not shown).

또한, 상기 압전소자(미도시)는 상기 제2플로우 프레임(131)의 일정 영역에 위치하는 삽입홈(미도시)에 배치되는 것이 바람직하다.It is preferable that the piezoelectric element (not shown) is disposed in an insertion groove (not shown) located in a certain region of the second flow frame 131.

이와 같은, 제2플로우 프레임(131)에 상기 압전소자가 배치되는 것은, 상술한 도 2, 도 5 및 도 6의 제2외부 프레임(151)에 압전소자가 배치되는 것과 동일하므로, 이하 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Since the piezoelectric element is disposed in the second flow frame 131 as described above, the piezoelectric element is disposed in the second outer frame 151 shown in Figs. 2, 5, and 6, Is omitted.

이상과 같이, 본 발명에서는, 양극 전해액 또는 음극 전해액의 전해액에서 발생되는 석출물에 압전소자를 통한 주파수 충격을 가함으로써, 상기 전해액에 존재하는 석출물을 제거할 수 있는 산화-환원 유동 전지 셀을 제공할 수 있다.As described above, the present invention provides an oxidation-reduction flowable battery cell capable of removing precipitates present in the electrolyte solution by applying a frequency impact through a piezoelectric element to a precipitate generated in the electrolyte solution of the positive electrode electrolyte solution or the negative electrode electrolyte solution .

또한, 상기 전해액에서 발생되는 석출물의 제거를 통해, 셀의 충방전 특성을 개선하며, 효율을 높이고 안정적인 성능확보를 가능하게 하는 산화-환원 유동 전지 셀을 제공할 수 있다.Also, it is possible to provide an oxidation-reduction fluid battery cell which improves the charge / discharge characteristics of the cell, removes precipitates generated from the electrolyte solution, and increases efficiency and ensures stable performance.

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.

Claims (14)

멤브레인; 및
상기 멤브레인을 사이에 두고 위치하는 제1전극부와 제2전극부를 포함하고,
상기 제1전극부는, 제1다공성 전극; 상기 제1다공성 전극을 지지하는 제1플로우 프레임; 및 상기 제1플로우 프레임의 외측에 위치하는 제1외부 프레임부를 포함하고,
상기 제2전극부는, 제2다공성 전극; 상기 제2다공성 전극을 지지하는 제2플로우 프레임; 및 상기 제2플로우 프레임의 외측에 위치하는 제2외부 프레임부를 포함하며,
상기 제1외부 프레임부는, 제1외부 프레임; 상기 제1외부 프레임의 일측에 위치하는 제1전해액 주입구; 및 상기 제1전해액 주입구와 인접하여 위치하는 제1압전소자를 포함하는 산화-환원 유동전지 셀.Membrane; And
And a first electrode portion and a second electrode portion positioned with the membrane therebetween,
The first electrode portion may include a first porous electrode; A first flow frame supporting the first porous electrode; And a first outer frame portion located outside the first flow frame,
The second electrode portion may include a second porous electrode; A second flow frame for supporting the second porous electrode; And a second outer frame portion located outside the second flow frame,
The first outer frame portion includes a first outer frame; A first electrolyte inlet located at one side of the first outer frame; And a first piezoelectric element positioned adjacent to the first electrolyte injection port. 제 1 항에 있어서,
상기 제1외부 프레임부는, 상기 제1외부 프레임의 타측에 위치하는 제1전해액 배출구; 및 상기 제1전해액 배출구와 인접하여 위치하는 제2압전소자를 더 포함하는 산화-환원 유동전지 셀.The method according to claim 1,
The first outer frame part may include a first electrolyte discharge port located on the other side of the first outer frame; And a second piezoelectric element positioned adjacent to the first electrolyte discharge port. 제 2 항에 있어서,
상기 제1외부 프레임부는, 상기 제1전해액 주입구와 인접하여 위치하는 제1삽입홈 및 상기 제1전해액 배출구와 인접하여 위치하는 제2삽입홈을 포함하고,
상기 제1압전소자는 상기 제1삽입홈에 삽입되어 배치되고, 상기 제2압전소자는 상기 제2삽입홈에 삽입되어 배치되는 산화-환원 유동전지 셀.3. The method of claim 2,
Wherein the first outer frame portion includes a first insertion groove positioned adjacent to the first electrolyte injection hole and a second insertion groove adjacent to the first electrolyte discharge hole,
Wherein the first piezoelectric element is inserted in the first insertion groove and the second piezoelectric element is inserted in the second insertion groove. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1플로우 프레임은 양극 플로우 프레임이고, 상기 제1외부 프레임부는 양극 외부 프레임부이며, 상기 제1전해액은 양극 전해액인 산화-환원 유동전지 셀.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the first flow frame is a positive flow frame, the first outer frame portion is a positive outer frame portion, and the first electrolyte is a positive electrode electrolyte. 제 1 항에 있어서,
상기 제2외부 프레임부는, 제2외부 프레임; 상기 제2외부 프레임의 일측에 위치하는 제2전해액 주입구; 상기 제1외부 프레임의 타측에 위치하는 제2전해액 배출구; 상기 제2전해액 주입구와 인접하여 위치하는 제3압전소자; 및 상기 제1전해액 배출구와 인접하여 위치하는 제4압전소자를 포함하는 산화-환원 유동전지 셀.The method according to claim 1,
The second outer frame portion includes a second outer frame; A second electrolyte inlet located at one side of the second outer frame; A second electrolyte outlet located on the other side of the first outer frame; A third piezoelectric element positioned adjacent to the second electrolyte injection port; And a fourth piezoelectric element positioned adjacent to the first electrolyte discharge port. 제 5 항에 있어서,
상기 제2외부 프레임부는, 상기 제2전해액 주입구와 인접하여 위치하는 제3삽입홈 및 상기 제2전해액 배출구와 인접하여 위치하는 제4삽입홈을 포함하고,
상기 제3압전소자는 상기 제3삽입홈에 삽입되어 배치되고, 상기 제4압전소자는 상기 제4삽입홈에 삽입되어 배치되는 산화-환원 유동전지 셀.6. The method of claim 5,
Wherein the second outer frame portion includes a third insertion groove adjacent to the second electrolyte injection hole and a fourth insertion groove adjacent to the second electrolyte discharge hole,
Wherein the third piezoelectric element is inserted in the third insertion groove and the fourth piezoelectric element is inserted in the fourth insertion groove. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 제2플로우 프레임은 음극 플로우 프레임이고, 상기 제2외부 프레임부는 음극 외부 프레임부이며, 상기 제2전해액은 음극 전해액인 산화-환원 유동전지 셀.The method according to claim 5 or 6,
Wherein the second flow frame is a cathode flow frame, the second outer frame portion is a cathode outer frame portion, and the second electrolyte is a negative electrode electrolyte. 멤브레인; 및
상기 멤브레인을 사이에 두고 위치하는 제1전극부와 제2전극부를 포함하고,
상기 제1전극부는, 제1다공성 전극; 상기 제1다공성 전극을 지지하는 제1플로우 프레임; 및 상기 제1플로우 프레임의 외측에 위치하는 제1외부 프레임부를 포함하고,
상기 제2전극부는, 제2다공성 전극; 상기 제2다공성 전극을 지지하는 제2플로우 프레임; 및 상기 제2플로우 프레임의 외측에 위치하는 제2외부 프레임부를 포함하며,
상기 제1플로우 프레임은, 상기 제1플로우 프레임의 일측에 위치하는 제1전해액 제1이동부; 및 상기 제1전해액 제1이동부와 인접하여 위치하는 제1압전소자를 포함하는 산화-환원 유동전지 셀.Membrane; And
And a first electrode portion and a second electrode portion positioned with the membrane therebetween,
The first electrode portion may include a first porous electrode; A first flow frame supporting the first porous electrode; And a first outer frame portion located outside the first flow frame,
The second electrode portion may include a second porous electrode; A second flow frame for supporting the second porous electrode; And a second outer frame portion located outside the second flow frame,
The first flow frame includes: a first electrolyte first moving part positioned at one side of the first flow frame; And a first piezoelectric element positioned adjacent to the first electrolyte first moving part. 제 8 항에 있어서,
상기 제1플로우 프레임은, 상기 제1플로우 프레임의 타측에 위치하는 제1전해액 제2이동부; 및 상기 제1전해액 제2이동부와 인접하여 위치하는 제2압전소자를 포함하는 산화-환원 유동전지 셀.9. The method of claim 8,
The first flow frame may include: a first electrolyte second moving part located on the other side of the first flow frame; And a second piezoelectric element positioned adjacent to the first electrolyte second moving part. 제 9 항에 있어서,
상기 제1플로우 프레임은, 상기 제1전해액 제1이동부와 인접하여 위치하는 제1삽입홈 및 상기 제1전해액 제2이동부와 인접하여 위치하는 제2삽입홈을 포함하고,
상기 제1압전소자는 상기 제1삽입홈에 삽입되어 배치되고, 상기 제2압전소자는 상기 제2삽입홈에 삽입되어 배치되는 산화-환원 유동전지 셀.10. The method of claim 9,
Wherein the first flow frame includes a first insertion groove located adjacent to the first electrolyte first moving part and a second insertion groove adjacent to the first electrolyte second moving part,
Wherein the first piezoelectric element is inserted in the first insertion groove and the second piezoelectric element is inserted in the second insertion groove. 제 10 항에 있어서,
상기 제1외부 프레임부는, 제1외부 프레임; 상기 제1외부 프레임의 일측에 위치하는 제1전해액 주입구; 및 상기 제1외부 프레임의 타측에 위치하는 제1전해액 배출구를 포함하고,
상기 제1전해액은 상기 제1전해액 주입구로 주입되어, 상기 제1전해액 제1이동부를 통해, 상기 제1다공성 전극으로 전달되며, 상기 제1다공성 전극에서 유동된 상기 제1전해액은 상기 제1전해액 제2이동부를 통해, 상기 제1전해액 배출구로 전달되며, 상기 제1전해액은 상기 제1전해액 배출구를 통해 배출되는 산화-환원 유동전지 셀.11. The method of claim 10,
The first outer frame portion includes a first outer frame; A first electrolyte inlet located at one side of the first outer frame; And a first electrolyte outlet located on the other side of the first outer frame,
The first electrolyte is injected into the first electrolyte injection port and is transferred to the first porous electrode through the first electrolyte first moving part and the first electrolyte flowed from the first porous electrode flows through the first electrolyte solution Wherein the first electrolyte is discharged through the first electrolyte outlet through the second moving part, and the first electrolyte is discharged through the first electrolyte outlet. 제 8 항에 있어서,
상기 제2플로우 프레임은, 상기 제2플로우 프레임의 일측에 위치하는 제2전해액 제1이동부; 상기 제2플로우 프레임의 타측에 위치하는 제2전해액 제2이동부; 상기 제2전해액 제1이동부와 인접하여 위치하는 제3압전소자; 및 상기 제2전해액 제2이동부와 인접하여 위치하는 제4압전소자를 포함하는 산화-환원 유동전지 셀.9. The method of claim 8,
The second flow frame may include: a second electrolyte first moving part positioned at one side of the second flow frame; A second electrolyte second moving part positioned on the other side of the second flow frame; A third piezoelectric element positioned adjacent to the second electrolyte first moving part; And a fourth piezoelectric element positioned adjacent to the second electrolyte second moving part. 제 12 항에 있어서,
상기 제2플로우 프레임은, 상기 제2전해액 제1이동부와 인접하여 위치하는 제3삽입홈 및 상기 제2전해액 제2이동부와 인접하여 위치하는 제4삽입홈을 포함하고,
상기 제3압전소자는 상기 제3삽입홈에 삽입되어 배치되고, 상기 제4압전소자는 상기 제4삽입홈에 삽입되어 배치되는 산화-환원 유동전지 셀.13. The method of claim 12,
Wherein the second flow frame includes a third insertion groove located adjacent to the second electrolyte first moving part and a fourth insertion groove adjacent to the second electrolyte secondary moving part,
Wherein the third piezoelectric element is inserted in the third insertion groove and the fourth piezoelectric element is inserted in the fourth insertion groove. 제 13 항에 있어서,
상기 제2외부 프레임부는, 제2외부 프레임; 상기 제2외부 프레임의 일측에 위치하는 제2전해액 주입구; 및 상기 제2외부 프레임의 타측에 위치하는 제2전해액 배출구를 포함하고,
상기 제2전해액은 상기 제2전해액 주입구로 주입되어, 상기 제2전해액 제1이동부를 통해, 상기 제2다공성 전극으로 전달되며, 상기 제2다공성 전극에서 유동된 상기 제2전해액은 상기 제2전해액 제2이동부를 통해, 상기 제2전해액 배출구로 전달되며, 상기 제2전해액은 상기 제2전해액 배출구를 통해 배출되는 산화-환원 유동전지 셀.14. The method of claim 13,
The second outer frame portion includes a second outer frame; A second electrolyte inlet located at one side of the second outer frame; And a second electrolyte outlet located on the other side of the second outer frame,
The second electrolyte is injected into the second electrolyte injection port and is transmitted to the second porous electrode through the second electrolyte first moving part and the second electrolyte flowing from the second porous electrode is injected into the second electrolyte And the second electrolyte is discharged through the second electrolyte outlet through the second moving part, and the second electrolyte is discharged through the second electrolyte outlet.
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