KR20240028862A - 정체형 레독스 전지 및 이를 구비한 에너지 저장 시스템 - Google Patents
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Abstract
정체형 레독스 전지는 이온 투과 기능을 가지는 멤브레인과, 멤브레인의 일측에 위치하는 양극 전해질 저장 셀 모듈과, 멤브레인의 타측에 위치하는 음극 전해질 저장 셀 모듈과, 양극 전해질 저장 셀 모듈과 음극 전해질 저장 셀 모듈의 가장 바깥에 위치하는 한 쌍의 바이폴라 플레이트를 포함한다. 양극 전해질 저장 셀 모듈과 음극 전해질 저장 셀 모듈 각각은, 전해질을 저장하는 복수의 펠트전극과, 복수의 펠트전극 사이에 위치하는 복수의 관통형 전극 지지판을 포함한다.
Description
본 발명은 정체형 레독스 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전해질 순환을 위한 장치 구성을 배제할 수 있는 정체형 레독스 전지 및 이를 구비한 에너지 저장 시스템에 관한 것이다.
에너지 저장 시스템(energy storage system, ESS)은 생산된 전기를 전력 계통(grid energy storage)에 저장하였다가 전기가 필요한 시기에 공급해 에너지 효율을 높이는 시스템이다. 현재 가장 널리 이용되는 ESS 기술은 리튬 이온전지로서 저장 용량이 높지만 발화사고가 빈번하게 발생하고 있다. 이를 극복하기 위해 물 성분의 수계 전해질을 사용하는 레독스 흐름전지에 대한 관심이 커지고 있다.
레독스 흐름전지(redox flow battery)는 전해질의 산화·환원 반응을 이용하여 충전과 방전을 수행하는 흐름전지이며, 리튬 이온전지와 비교해 인체 유해성과 인화성 및 화학 반응성의 위험도가 낮아 안전하고, 수명이 20년 이상으로 길며, 용량 설계가 유연하여 재생에너지 발전 분야와의 연계가 용이하다.
그런데 레독스 흐름전지는 외부 탱크에 저장된 전해질을 주체로 산화·환원 반응이 이루어지므로 전극에 전해질을 지속적으로 공급해야 하며, 이에 저장탱크, 배관, 밸브, 및 펌프와 같은 부가 장치가 필수적으로 요구된다. 따라서 기존의 레독스 흐름전지는 설치 비용이 고가이고, 넓은 설치 공간이 필요하며, 복잡한 장치 구성에 의해 유지보수가 용이하지 않은 단점이 있다.
본 발명은 기존 레독스 흐름전지의 장점인 화재 안전성과 장수명 특성 및 용량 설계의 유연성을 유지하면서 전해질 순환을 위한 장치 구성을 배제하여 설치 비용을 낮추고, 설치 공간을 축소시키며, 유지보수를 용이하게 할 수 있는 정체형 레독스 전지 및 이를 구비한 에너지 저장 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 정체형 레독스 전지는 이온 투과 기능을 가지는 멤브레인과, 멤브레인의 일측에 위치하는 양극 전해질 저장 셀 모듈과, 멤브레인의 타측에 위치하는 음극 전해질 저장 셀 모듈과, 양극 전해질 저장 셀 모듈과 음극 전해질 저장 셀 모듈의 가장 바깥에 위치하는 한 쌍의 바이폴라 플레이트를 포함한다. 양극 전해질 저장 셀 모듈과 음극 전해질 저장 셀 모듈 각각은, 전해질을 저장하는 복수의 펠트전극과, 복수의 펠트전극 사이에 위치하는 복수의 관통형 전극 지지판을 포함한다.
복수의 펠트전극은 적어도 두 장씩 합체될 수 있고, 적어도 두 장씩 합체된 펠트전극들 사이마다 한 장의 관통형 전극 지지판이 위치할 수 있다. 복수의 관통형 전극 지지판 각각에 복수의 관통홀이 위치할 수 있고, 복수의 관통홀은 일 방향을 따라 나란히 정렬될 수 있으며, 다른 한 방향을 따라 서로 어긋나게 위치할 수 있다.
복수의 관통형 전극 지지판 각각은 흑연과 고분자 재료의 복합체로 구성될 수 있고, 유연성을 가질 수 있다. 양극 전해질 저장 셀 모듈과 음극 전해질 저장 셀 모듈 각각에서 복수의 펠트전극은 10장 이상으로 구비될 수 있고, 양극 전해질 저장 셀 모듈과 음극 전해질 저장 셀 모듈은 멤브레인을 기준으로 대칭으로 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 정체형 레독스 전지는 이온 투과 기능을 가지는 멤브레인과, 멤브레인의 일측에 위치하는 양극 전해질 저장 셀 모듈과, 멤브레인의 타측에 위치하는 음극 전해질 저장 셀 모듈과, 양극 전해질 저장 셀 모듈과 음극 전해질 저장 셀 모듈의 가장 바깥에 위치하는 한 쌍의 바이폴라 플레이트를 포함한다. 양극 전해질 저장 셀 모듈과 음극 전해질 저장 셀 모듈 각각은, 전해질을 저장하는 복수의 펠트전극과, 복수의 펠트전극 사이에 위치하는 복수의 관통형 전극 지지판과, 복수의 펠트전극 및 복수의 관통형 전극 지지판을 고정하는 복수의 외부 프레임 및 복수의 내부 프레임을 포함한다. 복수의 외부 프레임은 서로간 인터로킹 압착방식으로 결합되어 내부에 전해질을 구속한다.
양극 전해질 저장 셀 모듈과 음극 전해질 저장 셀 모듈 각각에서, 복수의 관통형 전극 지지판과 바이폴라 플레이트는 통전부에 의해 서로 통전될 수 있다.
양극 전해질 저장 셀 모듈에서 복수의 펠트전극은 양극 전해질 공급 라인과 연결되어 양극 전해질을 공급받을 수 있고, 양극 전해질을 내부 기공에 구속하여 저장할 수 있다. 음극 전해질 저장 셀 모듈에서 복수의 펠트전극은 음극 전해질 공급 라인과 연결되어 음극 전해질을 공급받을 수 있고, 음극 전해질을 내부 기공에 구속하여 저장할 수 있다.
복수의 관통형 전극 지지판 각각에 복수의 관통홀이 위치할 수 있고, 복수의 펠트전극은 적어도 두 장씩 합체될 수 있으며, 적어도 두 장씩 합체된 펠트전극들 사이마다 한 장의 관통형 전극 지지판이 위치할 수 있다. 한 쌍의 바이폴라 플레이트와 복수의 관통형 전극 지지판은 흑연과 고분자 재료의 복합체로 구성될 수 있고, 유연성을 가질 수 있다.
양극 전해질 저장 셀 모듈과 음극 전해질 저장 셀 모듈 각각은, 외부 프레임, 펠트전극, 내부 프레임, 펠트전극, 및 관통형 전극 지지판의 순서로 수회 반복 적층될 수 있으며, 내부 프레임을 사이에 두고 위치하는 두 개의 펠트전극이 서로 합체될 수 있다.
복수의 외부 프레임 각각은 오목 구조면 및 오목 구조면의 반대면인 볼록 구조면을 포함할 수 있고, 중앙 개구를 둘러싸는 내측 가장자리에 제공된 전도성 연결부를 더 포함할 수 있다. 전도성 연결부는 관통형 전극 지지판과 바이폴라 플레이트 중 어느 하나와 접촉할 수 있으며, 양극 전해질 저장 셀 모듈 및 음극 전해질 저장 셀 모듈 각각에서 복수의 전도성 연결부는 서로 밀착되어 복수의 관통형 전극 지지판과 바이폴라 플레이트를 통전시킬 수 있다.
복수의 외부 프레임은, 양극 전해질 저장 셀 모듈에 속하며 제1 전도성 연결부를 구비한 제1 외부 프레임과, 음극 전해질 저장 셀 모듈에 속하며 제2 전도성 연결부를 구비한 제2 외부 프레임과, 바이폴라 플레이트와 접하며 제3 전도성 연결부를 구비한 제3 외부 프레임을 포함할 수 있다.
제1 외부 프레임은 양극 전해질용 하부 매니폴드 유입부, 양극 전해질용 상부 매니폴드 유입부, 양극 전해질용 가이드 유로, 음극 전해질용 하부 매니폴드 유입 차단부, 및 음극 전해질용 상부 매니폴드 유입 차단부를 포함할 수 있다. 제2 외부 프레임은 음극 전해질용 하부 매니폴드 유입부, 음극 전해질용 상부 매니폴드 유입부, 음극 전해질용 가이드 유로, 양극 전해질용 하부 매니폴드 유입 차단부, 및 양극 전해질용 상부 매니폴드 유입 차단부를 포함할 수 있다.
제3 외부 프레임에 고정된 바이폴라 플레이트는 오목 구조면과 나란한 같은 방향을 향하는 일면을 포함할 수 있고, 바이폴라 플레이트의 일면에 음극 전해질이 위치할 수 있다. 제3 외부 프레임에 고정된 바이폴라 플레이트는 볼록 구조면과 같은 방향을 향하는 타면을 포함할 수 있고, 바이폴라 플레이트의 타면에 양극 전해질이 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템은 전술한 구성의 정체형 레독스 전지와, 정체형 레독스 전지의 상태를 모니터링하고 관리하는 전지 관리장치와, 발전원으로부터 전력을 입력받아 정체형 레독스 전지에 전기 에너지를 저장하고 정체형 레독스 전지에 저장된 전기 에너지를 계통으로 방출할 수 있도록 전기의 특성을 변환하는 전력 조절장치와, 정체형 레독스 전지와 전력 조절장치를 전기적으로 제어하는 에너지 관리장치를 포함한다.
본 발명에 의한 정체형 레독스 전지는 전해질 순환에 필요한 장치 구성을 사용하지 않으므로 설치 비용을 낮추고, 설치 공간을 축소시키며, 유지보수를 용이하게 할 수 있다. 또한, 정체형 레독스 전지는 펠트전극의 개수에 제한이 없으므로 에너지 용량을 크게 늘릴 수 있고, 다양한 출력과 에너지 용량을 용이하게 구현할 수 있다. 정체형 레독스 전지를 구비한 에너지 저장 시스템은 신재생 에너지와 연계되어 안정적인 전력 공급에 기여할 수 있고, 건물용, 선박용, 및 전기차 충전소용 등에 폭넓은 적용이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정체형 레독스 전지의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시한 정체형 레독스 전지의 일부를 나타낸 부분 펼침 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시한 정체형 레독스 전지 중 관통형 전극 지지판의 평면도이다.
도 4는 도 1에 도시한 정체형 레독스 전지 중 양극 전해질 저장 셀 모듈에 속하는 외부 프레임의 제1면을 도시한 구성도이다.
도 5는 도 1에 도시한 정체형 레독스 전지 중 양극 전해질 저장 셀 모듈에 속하는 외부 프레임의 제2면을 도시한 구성도이다.
도 6은 도 1에 도시한 정체형 레독스 전지 중 음극 전해질 저장 셀 모듈에 속하는 외부 프레임의 제1면을 도시한 구성도이다.
도 7은 도 1에 도시한 정체형 레독스 전지 중 음극 전해질 저장 셀 모듈에 속하는 외부 프레임의 제2면을 도시한 구성도이다.
도 8은 도 1에 도시한 정체형 레독스 전지 중 바이폴라 플레이트와 접하는 외부 프레임의 제1면을 도시한 구성도이다.
도 9는 도 1에 도시한 정체형 레독스 전지 중 바이폴라 플레이트와 접하는 외부 프레임의 제2면을 도시한 구성도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시한 정체형 레독스 전지의 일부를 나타낸 부분 펼침 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시한 정체형 레독스 전지 중 관통형 전극 지지판의 평면도이다.
도 4는 도 1에 도시한 정체형 레독스 전지 중 양극 전해질 저장 셀 모듈에 속하는 외부 프레임의 제1면을 도시한 구성도이다.
도 5는 도 1에 도시한 정체형 레독스 전지 중 양극 전해질 저장 셀 모듈에 속하는 외부 프레임의 제2면을 도시한 구성도이다.
도 6은 도 1에 도시한 정체형 레독스 전지 중 음극 전해질 저장 셀 모듈에 속하는 외부 프레임의 제1면을 도시한 구성도이다.
도 7은 도 1에 도시한 정체형 레독스 전지 중 음극 전해질 저장 셀 모듈에 속하는 외부 프레임의 제2면을 도시한 구성도이다.
도 8은 도 1에 도시한 정체형 레독스 전지 중 바이폴라 플레이트와 접하는 외부 프레임의 제1면을 도시한 구성도이다.
도 9는 도 1에 도시한 정체형 레독스 전지 중 바이폴라 플레이트와 접하는 외부 프레임의 제2면을 도시한 구성도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 구성도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정체형 레독스 전지의 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시한 정체형 레독스 전지의 일부를 나타낸 부분 펼침 평면도이다.
도 1과 도 2를 참고하면, 일 실시예에 따른 정체형 레독스 전지(100)는 기존 레독스 흐름전지와 달리 작동 중에 전해질이 셀 스택과 외부 탱크 사이를 순환하지 않으며, 작동 전 미리 공급받은 전해질을 내부에 구속하여 저장하고, 저장된 전해질을 이용하여 전지 반응을 일으킴으로써 충전과 방전을 수행한다.
정체형 레독스 전지(100)는 멤브레인(membrane)(10)과, 멤브레인(10)의 일측에 위치하는 양극 전해질 저장 셀 모듈(20A)과, 멤브레인(10)의 타측에 위치하는 음극 전해질 저장 셀 모듈(20B)과, 양극 및 음극 전해질 저장 셀 모듈(20A, 20B)의 가장 바깥에 위치하는 바이폴라 플레이트(bipolar plate)(30)를 포함한다. 양극 전해질 저장 셀 모듈(20A)과 음극 전해질 저장 셀 모듈(20B)은 멤브레인(10)을 중심으로 좌우 대칭으로 구성으로 구성될 수 있다.
멤브레인(10), 양극 전해질 저장 셀 모듈(20A), 음극 전해질 저장 셀 모듈(20B), 및 한 쌍의 바이폴라 플레이트(30)가 하나의 전지 셀을 구성하며, 정체형 레독스 전지(100)는 도 1과 같이 복수의 전지 셀이 연속으로 배열된 구성으로 이루어진다.
멤브레인(10)은 수소이온 투과막일 수 있고, 멤브레인(10)의 두께는 대략 25㎛ 내지 200㎛에 속할 수 있다. 바이폴라 플레이트(30)는 전지 셀에서 전류를 모으는 집전체로 기능하며, 연속으로 배열된 양극 전해질 저장 셀 모듈(20A)과 음극 전해질 저장 셀 모듈(20B)이 하나의 바이폴라 플레이트(30)를 공유한다.
연속으로 배열된 복수의 전지 셀의 최외곽에 한 쌍의 전류 집전체(current collector)(35)와 한 쌍의 엔드 플레이트(end plate)(36)가 위치하며, 복수의 전지 셀과 한 쌍의 전류 집전체(35) 및 한 쌍의 엔드 플레이트(36)는 외부 압력에 의해 압축되어 셀 스택을 구성한다. 전류 집전체(35)는 각 전지 셀의 바이폴라 플레이트(30)에 집전된 전류를 수집하여 외부 회로와 연결하는 인출 전극이다. 엔드 플레이트(36)는 전류 집전체(35)와 전기적으로 절연되며, 셀 스택을 기구적으로 체결 및 고정시키는 지지판으로 기능한다.
양극 전해질 저장 셀 모듈(20A)과 음극 전해질 저장 셀 모듈(20B)은 내부에 구속하는 전해질이 각각 양극 전해질과 음극 전해질인 것을 제외하고 기구적인 구성은 서로 동일하게 이루어진다.
구체적으로, 양극 전해질 저장 셀 모듈(20A)과 음극 전해질 저장 셀 모듈(20B) 각각은, 전해질을 구속하는 복수의 펠트전극(21)과, 복수의 펠트전극(21) 사이에 위치하는 복수의 관통형 전극 지지판(22)과, 전해질이 누출되지 않도록 밀봉 구조를 이루며 복수의 펠트전극(21)과 복수의 관통형 전극 지지판(22)을 고정시키는 복수의 외부 프레임(23) 및 복수의 내부 프레임(24)을 포함할 수 있다.
펠트전극(21)은 카본 펠트와 같은 도전성 다공부재로 이루어지며, 내부 기공에 전해질을 머금어 저장한다. 펠트전극(21)의 초기 두께는 대략 4.5mm 내지 5.5mm일 수 있고, 압축에 의한 셀 스택 조립 후 두께는 초기 두께 대비 대략 20% 내지 25% 감소할 수 있다.
양극 및 음극 전해질 저장 셀 모듈(20A, 20B) 각각에서, 펠트전극(21)의 수량이 늘어날수록 전해질의 체적 용량 및 정체형 레독스 전지(100)의 에너지 용량을 증가시킬 수 있다. 도 1에서는 양극 및 음극 전해질 저장 셀 모듈(20A, 20B) 각각이 10장의 펠트전극(21)을 구비한 경우를 예로 들어 도시하였으나, 펠트전극(21)의 개수는 도시한 예시로 한정되지 않는다.
복수의 펠트전극(21)은 적어도 두 장씩 합체되어 펠트전극(21)간 전기적 접촉저항을 줄일 수 있으며, 적어도 두 장씩 합체된 펠트전극들(21) 사이마다 하나의 관통형 전극 지지판(22)이 위치할 수 있다. 도 1과 도 2에서는 두 장씩 합체된 펠트전극(21)을 예로 들어 도시하였다. 관통형 전극 지지판(22)은 복수의 관통홀이 구비된 전도성 판재로 구성되며, 복수의 펠트전극(21)과 함께 압착되어 이웃한 펠트전극(21)과의 전기적 접촉저항을 줄인다.
관통형 전극 지지판(22)은 복수의 펠트전극(21)이 압축될 때 각각의 펠트전극(21)이 균일한 두께와 균일한 체결 압력을 받을 수 있도록 이웃한 펠트전극들(21)을 지지하는 지지체로 기능한다. 이때 관통형 전극 지지판(22)은 유연성을 가질 수 있으며, 바이폴라 플레이트(30)와 동일한 재질 및 동일한 두께를 가질 수 있다. 또한, 관통형 전극 지지판(22)은 복수의 관통홀을 통해 전해질과 수소이온의 확산을 용이하게 할 수 있다.
예를 들어, 바이폴라 플레이트(30)와 관통형 전극 지지판(22)은 전기 전도성 및 내화학성이 우수하고, 기계적 강도와 유연성을 동시에 가지는 흑연(graphite)과 고분자 재료의 복합체로 구성될 수 있다. 바이폴라 플레이트(30)와 관통형 전극 지지판(22) 각각은 대략 0.5mm 내지 1mm의 두께를 가질 수 있다.
도 3은 도 1에 도시한 정체형 레독스 전지 중 관통형 전극 지지판의 평면도이다.
도 3을 참고하면, 관통형 전극 지지판(22)에 구비된 복수의 관통홀(221)은 원형일 수 있으며, 관통형 전극 지지판(22)의 개구율은 대략 5% 내지 95%일 수 있다. 관통홀(221)의 직경과 관통홀들(221) 사이의 간격은 개구율에 맞추어 적절하게 조절될 수 있다.
복수의 관통홀(221)은 세로 방향을 따라 나란히 정렬될 수 있고, 어느 한 열의 관통홀들(221)은 이웃한 열의 관통홀들(221)과 서로 어긋나게 위치할 수 있다. 다른 한편으로, 복수의 관통홀(221)은 가로 방향을 따라 나란히 정렬될 수 있고, 어느 한 줄의 관통홀들(221)은 이웃한 줄의 관통홀들(221)과 서로 어긋나게 위치할 수 있다. 도 3에서는 첫번째 경우를 예로 들어 도시하였다.
다시 도 1과 도 2를 참고하면, 복수의 외부 프레임(23)과 복수의 내부 프레임(24)은 복수의 펠트전극(21)과 복수의 관통형 전극 지지판(22)을 둘러싸 고정하며, 전해질이 누출되지 않도록 밀봉 구조를 이룬다. 이때 외부 프레임(23)에는 요철 구조가 제공되어 이웃한 외부 프레임(23)과 돌기-홈 방식으로 끼워 맞춤되어 전해질 공간을 밀봉시킨다. 즉 복수의 외부 프레임(23)은 인터로킹 압착방식으로 합체되어 셀 스택을 구성한다.
음극 전해질 저장 셀 모듈(20B)은, 예를 들어 도 2에 도시한 바와 같이, 외부 프레임(23), 펠트전극(21), 내부 프레임(24), 펠트전극(21), 관통형 전극 지지판(22)이 하나의 세트를 이루며 4 세트가 연속으로 적층될 수 있고, 다시 외부 프레임(23), 펠트전극(21), 내부 프레임(24), 펠트전극(21), 및 바이폴라 플레이트(30)가 적층된 구성으로 이루어질 수 있다.
양극 전해질 저장 셀 모듈(20A)은 바이폴라 플레이트(30) 다음에 외부 프레임(23), 펠트전극(21), 내부 프레임(24), 펠트전극(21), 관통형 전극 지지판(22)이 하나의 세트를 이루며 4 세트가 연속으로 적층될 수 있고, 다시 외부 프레임(23), 펠트전극(21), 내부 프레임(24), 및 펠트전극(21)이 적층된 구성으로 이루어질 수 있다. 적층 순서는 전술한 예시로 한정되지 않으며, 적층 회수는 제한 없이 수십 회 반복 가능하다.
내부 프레임(24)을 사이에 두고 위치하는 두 개의 펠트전극(21)이 서로 합체될 수 있다. 복수의 펠트전극(21)과 복수의 관통형 전극 지지판(22)은 복수의 외부 프레임(23)과 복수의 내부 프레임(24)의 상호 압착방식에 의해 셀 스택 내부에서 서로 결합된다. 셀 스택 내부에서 양극 전해질과 음극 전해질은 철저히 분리되어 위치하며, 셀 스택 내부에서 서로 섞이지 않는다.
외부 프레임(23)은 펠트전극(21), 관통형 전극 지지판(22), 바이폴라 플레이트(30), 및 멤브레인(10)보다 크게 형성되며, 외부 프레임(23)의 중앙 개구(231)는 펠트전극(21), 관통형 전극 지지판(22), 바이폴라 플레이트(30), 및 멤브레인(10)보다 작게 형성될 수 있다. 내부 프레임(24)은 외부 프레임(23)의 중앙 개구(231)보다 크게 형성되고, 외부 프레임(23)과 중첩되어 위치한다. 외부 프레임(23)과 내부 프레임(24)은 폴리프로필렌(polypropylene) 또는 이와 유사한 고분자 물질을 포함할 수 있으며, 사출성형으로 제작될 수 있다.
도 1에 도시한 양극 및 음극 전해질 저장 셀 모듈(20A, 20B) 각각에서, 복수의 관통형 전극 지지판(22)과 바이폴라 플레이트(30)는 통전부(EC)에 의해 서로 전기적으로 연결된다. 통전부(EC)의 기능은 다음에 설명하는 제1 내지 제3 전도성 연결부에 의해 구현될 수 있다.
도 1에 도시한 양극 전해질 저장 셀 모듈(20A)에서 복수의 펠트전극(21)은 양극 전해질 공급 라인(L10)과 연결되어 이로부터 양극 전해질을 공급받고, 공급받은 양극 전해질을 저장한다. 또한, 도 1에 도시한 음극 전해질 저장 셀 모듈(20B)에서 복수의 펠트전극(21)은 음극 전해질 공급 라인(L20)과 연결되어 이로부터 음극 전해질을 공급받으며, 공급받은 음극 전해질을 저장한다. 양극 및 음극 전해질 공급 라인(L10, L20)의 구성과 양극 및 음극 전해질의 공급 경로에 대해서는 후술한다.
도 4는 도 1에 도시한 정체형 레독스 전지 중 양극 전해질 저장 셀 모듈에 속하는 외부 프레임의 제1면을 도시한 구성도이고, 도 5는 도 1에 도시한 정체형 레독스 전지 중 양극 전해질 저장 셀 모듈에 속하는 외부 프레임의 제2면을 도시한 구성도이다. 편의상 양극 전해질 저장 셀 모듈(20A)에 속하는 외부 프레임(23)을 '제1 외부 프레임(23A)'이라 한다.
제1 외부 프레임(23A)의 제1면은 오목 구조면 또는 정면으로 지칭될 수 있고, 제2면은 볼록 구조면 또는 배면으로 지칭될 수 있다. 오목 구조면은 기본적으로 오목한 면을 이루면서 전해질 이동을 위한 가이드 유로와 인터로킹을 위한 돌기가 부분적으로 볼록하게 형성된 면이고, 볼록 구조면은 오목 구조면의 반대면이다.
도 4와 도 5를 참고하면, 제1 외부 프레임(23A)의 네 코너측에는 두 개의 전해질 유입부(41, 42)와 두 개의 전해질 유입 차단부(51, 52)가 위치할 수 있다. 두 개의 전해질 유입부(41, 42)는 홀 형태이며, 양극 전해질용 하부 매니폴드 유입부(41)와 양극 전해질용 상부 매니폴드 유입부(42)를 포함할 수 있다. 두 개의 전해질 유입 차단부(51, 52)는 막힌 형태이며, 음극 전해질용 하부 매니폴드 유입 차단부(51)와 음극 전해질용 하부 매니폴드 유입 차단부(52)를 포함할 수 있다.
두 개의 전해질 유입부(41, 42)는 제1면에 형성된 두 개의 양극 전해질용 가이드 유로(43) 및 두 개의 양극 전해질용 게이트(44)와 연결될 수 있다. 두 개의 양극 전해질용 게이트(44)는 홀 형태이다.
정체형 레독스 전지(100)의 작동 전, 양극 전해질은 양극 전해질용 하부 매니폴드 유입부(41)와, 아래쪽의 양극 전해질용 가이드 유로(43)와, 아래쪽의 양극 전해질용 게이트(44)를 통해 제2면의 펠트전극(21)에 유입 및 저장될 수 있다. 양극 전해질은 위로 상승하여 위쪽의 양극 전해질용 게이트(44)를 통해 다시 제1면 위쪽의 양극 전해질용 가이드 유로(43)와 양극 전해질용 상부 매니폴드 유입부(42)를 따라 이동할 수 있다. 정체형 레독스 전지(100)의 작동 시, 양극 전해질은 복수의 펠트전극(21)에 저장된 상태를 유지하며, 이동하지 않는다.
이때 제1 외부 프레임(23A)에서 중앙 개구를 둘러싸는 내측 가장자리에 띠 모양의 제1 전도성 연결부(25A)가 제공될 수 있다. 제1 전도성 연결부(25A)는 구리 또는 알루미늄 등의 전도성 금속으로 제작될 수 있으며, 관통형 전극 지지판(22)과 접촉한다. 압착된 양극 전해질 저장 셀 모듈(20A)에서, 복수의 제1 전도성 연결부(25A)는 서로 밀착되어 복수의 관통형 전극 지지판(22) 사이의 전기적 연결을 확실하게 한다.
도 6은 도 1에 도시한 정체형 레독스 전지 중 음극 전해질 저장 셀 모듈에 속하는 외부 프레임의 제1면을 도시한 구성도이고, 도 7은 도 1에 도시한 정체형 레독스 전지 중 음극 전해질 저장 셀 모듈에 속하는 외부 프레임의 제2면을 도시한 구성도이다. 편의상 음극 전해질 저장 셀 모듈(20B)에 속하는 외부 프레임(23)을 '제2 외부 프레임(23B)'이라 한다. 제1면과 제2면은 제1 외부 프레임(23A)에서 정의한 내용과 동일하므로, 중복되는 설명은 생략한다.
도 6과 도 7을 참고하면, 제2 외부 프레임(23B)의 네 코너측에는 두 개의 전해질 유입부(61, 62)와 두 개의 전해질 유입 차단부(71, 72)가 위치할 수 있다. 두 개의 전해질 유입부(61, 62)는 홀 형태이며, 음극 전해질용 하부 매니폴드 유입부(61)와 음극 전해질용 상부 매니폴드 유입부(62)를 포함할 수 있다. 두 개의 전해질 유입 차단부(71, 72)는 막힌 형태이며, 양극 전해질용 하부 매니폴드 유입 차단부(71)와 양극 전해질용 상부 매니폴드 유입 차단부(72)를 포함할 수 있다.
두 개의 전해질 유입부(61, 62)는 제1면에 형성된 두 개의 음극 전해질용 가이드 유로(63)와 연결될 수 있다. 정체형 레독스 전지(100)의 작동 전, 음극 전해질은 음극 전해질용 하부 매니폴드 유입부(61)와 아래쪽의 음극 전해질용 가이드 유로(63)를 통해 제1면의 펠트전극(21)에 유입 및 저장될 수 있다. 음극 전해질은 위로 상승하여 위쪽의 음극 전해질용 가이드 유로(63)와 음극 전해질용 상부 매니폴드 유입부(62)를 따라 이동할 수 있다. 정체형 레독스 전지(100)의 작동 시, 음극 전해질은 복수의 펠트전극(21)에 저장된 상태를 유지하며, 이동하지 않는다.
이때 제2 외부 프레임(23B)에서 중앙 개구를 둘러싸는 내측 가장자리에 띠 모양의 제2 전도성 연결부(25B)가 제공될 수 있다. 제2 전도성 연결부(25B)는 구리 또는 알루미늄 등의 전도성 금속으로 제작될 수 있으며, 관통형 전극 지지판(22)과 접촉한다. 압착된 음극 전해질 저장 셀 모듈(20B)에서, 복수의 제2 전도성 연결부(25B)는 서로 밀착되어 복수의 관통형 전극 지지판(22) 사이의 전기적 연결을 확실하게 한다.
도 8은 도 1에 도시한 정체형 레독스 전지 중 바이폴라 플레이트와 접하는 외부 프레임의 제1면을 도시한 구성도이고, 도 9는 도 1에 도시한 정체형 레독스 전지 중 바이폴라 플레이트와 접하는 외부 프레임의 제2면을 도시한 구성도이다. 이때 바이폴라 플레이트는 셀 스택 전체의 최외곽에 위치하는 바이폴라 플레이트를 제외한 나머지 바이폴라 플레이트, 즉 양극 전해질 저장 셀 모듈(20A)과 음극 전해질 저장 셀 모듈(20B) 사이에 위치하는 바이폴라 플레이트(30)를 의미한다.
편의상 셀 스택의 최외곽 바이폴라 플레이트를 제외한 나머지 바이폴라 플레이트(30)와 접하는 외부 프레임(23)을 '제3 외부 프레임(23C)'이라 한다. 제1면과 제2면은 제1 외부 프레임(23A)에서 설명한 내용과 동일하므로, 중복되는 설명은 생략한다.
도 8과 도 9를 참고하면, 제3 외부 프레임(23C)의 네 코너측에는 네 개의 전해질 유입부(81, 82, 83, 84)가 위치할 수 있다. 네 개의 전해질 유입부(81, 82, 83, 84)는 홀 형태이며, 양극 전해질용 하부 매니폴드 유입부(81), 양극 전해질용 상부 매니폴드 유입부(82), 음극 전해질용 하부 매니폴드 유입부(83), 및 음극 전해질용 상부 매니폴드 유입부(84)를 포함할 수 있다.
두 개의 양극 전해질용 유입부(81, 82)는 제1면에 형성된 두 개의 양극 전해질용 가이드 유로(85) 및 두 개의 양극 전해질용 게이트(86)와 연결될 수 있다. 두 개의 양극 전해질용 게이트(86)는 홀 형태이다. 두 개의 음극 전해질용 유입부(83, 84)는 제1면에 형성된 두 개의 음극 전해질용 가이드 유로(87)와 연결될 수 있다.
정체형 레독스 전지(100)의 작동 전, 양극 전해질은 양극 전해질용 하부 매니폴드 유입부(81)와, 아래쪽의 양극 전해질용 가이드 유로(85)와, 아래쪽의 양극 전해질용 게이트(86)를 통해 바이폴라 플레이트(30)의 배면(제2면과 나란한 면)에 유입될 수 있다. 양극 전해질은 위로 상승하여 위쪽의 양측 전해질용 게이트(86)를 통해 다시 제1면 위쪽의 양극 전해질용 가이드 유로(85)와 양극 전해질용 상부 매니폴드 유입부(82)를 따라 이동할 수 있다.
음극 전해질은 음극 전해질용 하부 매니폴드 유입부(83)와, 제1면의 음극 전해질용 가이드 유로(87)를 통해 바이폴라 플레이트(30)의 일면(제1면과 같은 방향을 향하는 면)에 유입될 수 있다. 음극 전해질은 위로 상승하여 제1면의 음극 전해질용 가이드 유로(87)와 음극 전해질용 상부 매니폴드 유입부(84)를 따라 이동할 수 있다. 정체형 레독스 전지(100)의 작동 시, 양극 전해질과 음극 전해질은 각자의 펠트전극 (21)에 저장된 상태를 유지하며, 이동하지 않는다.
이때 제3 외부 프레임(23C)에서 중앙 개구를 둘러싸는 내측 가장자리에 띠 모양의 제3 전도성 연결부(25C)가 제공될 수 있다. 제2 전도성 연결부(25C)는 구리 또는 알루미늄 등의 전도성 금속으로 제작될 수 있으며, 바이폴라 플레이트(30)와 접촉한다. 압착된 셀 스택에서, 제3 전도성 연결부(25C)는 이웃한 제1 전도성 연결부(25A) 및 이웃한 제2 전도성 연결부(25B)와 밀착되어 바이폴라 플레이트(30)와 관통형 전극 지지판들(22)의 전기적 연결을 확실하게 한다.
한편, 제3 외부 프레임(23C)에 안착된 바이폴라 플레이트(30)는 제3 외부 프레임(23C)의 제1면(오목 구조면)과 같은 방향을 향하는 일면과, 제3 외부 프레임(23C)의 제2면(볼록 구조면)과 같은 방향을 향하는 타면을 포함한다. 바이폴라 플레이트(30)의 일면과 접촉하는 전해질은 음극 전해질(도 8 참조)이고, 바이폴라 플레이트(30)의 타면과 접촉하는 전해질은 양극 전해질(도 9 참조)이다.
음극 전해질이 바이폴라 플레이트(30)의 일면에 접촉해야 하는 이유는 셀 스택의 충전 반응 시 전해질의 극성이 음극이 되면서 음극 전해질과 접하는 바이폴라 플레이트(30)의 일면도 음극으로 작용하기 때문이다. 만일 양극 전해질이 바이폴라 플레이트(30)의 일면과 접촉하는 경우를 가정하면, 바이폴라 플레이트(30)의 일부에서 양극 반응에 의해 바이폴라 플레이트(30)가 분해되는 반응이 발생되어 셀 스택의 고장을 유발할 수 있다. 따라서 정체형 레독스 전지(100)의 극성 구분은 셀 스택의 고장 발생을 억제하기 위한 조치로서 중요한 사항이다.
다시 도 1을 참고하면, 정체형 레독스 전지(100)는 바나듐 전해질을 사용할 수 있으며, 이 경우 전지 셀의 정격 전압은 기존 레독스 흐름전지의 경우와 동일한 1.2V를 나타낼 수 있다. 이때 정체형 레독스 전지(100) 내에 구속된 전해질 용량은 적층된 양극 및 음극 전해질 저장 셀 모듈(20A, 20B)의 수량에 비례하여 증가하므로, 기존 레독스 흐름전지와 다르게 에너지 용량을 크게 증가시킬 수 있다.
또한, 기존 레독스 흐름전지에서는 멤브레인의 양쪽에 한 장의 펠트전극을 각각 배치할 수 있지만, 정체형 레독스 전지(100)에서는 양극 및 음극 전해질 저장 셀 모듈(20A, 20B) 각각에 복수의 펠트전극(21)을 제한 없이 배치할 수 있다. 따라서 펠트전극(21)의 수량에 비례하여 전해질의 체적을 용이하게 증가시킬 수 있으며, 펌프를 사용하지 않는 정체형 레독스 전지(100)를 구현할 수 있다.
양극 및 음극 전해질 저장 셀 모듈(20A, 20B)은 10개 또는 20개 또는 그 이상의 개수로 구비될 수 있다. 예를 들어, 정체형 레독스 전지(100)는 10개의 양극 전해질 저장 셀 모듈(20A)과 10개의 음극 전해질 저장 셀 모듈(20B)을 구비할 수 있으며, 이 경우 12V의 정격 전압을 구현할 수 있다. 정체형 레독스 전지(100)는 양극 및 음극 전해질 저장 셀 모듈(20A, 20B)의 수량을 늘려 12V 이외에 24V, 48V, 96V, 192V 등의 고출력을 용이하게 구현할 수 있다.
또한, 정체형 레독스 전지(100)는 12V의 정격 전압을 구현하면서 활성면적 2500㎠ 및 전류밀도 100mA/㎠을 적용하면 3.0kW의 정격 전압과 6.0kWh의 에너지 용량을 구현할 수 있다. 정체형 레독스 전지(100)는 양극 및 음극 전해질 저장 셀 모듈(20A, 20B)의 수량과, 펠트전극(21) 등의 활성면적 및 크기 등에 제한이 없으므로 다양한 출력과 에너지 용량을 용이하게 구현할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 구성도이다.
도 10을 참고하면, 전술한 정체형 레독스 전지(100)는 전지 관리장치(battery management system)(200)와 전력 조절장치(power conditioning system)(300) 및 에너지 관리장치(energy management system)(400)와 결합되어 에너지 저장 시스템을 구성할 수 있다.
전지 관리장치(200)는 정체형 레독스 전지(100)의 용량과 수명예측 등 정체형 레독스 전지(100)의 상태를 모니터링하여 최적의 조건을 유지하고 사용할 수 있도록 관리한다. 전력 조절장치(300)는 발전원으로부터 전력을 입력받아 정체형 레독스 전지(100)에 저장하거나 정체형 레독스 전지(100)에 저장된 전력을 계통으로 방출하기 위해 전기의 특성(주파수, 전압, AC/DC 등)을 변환한다. 에너지 관리장치(400)는 에너지 저장 시스템을 효율적이고 경제적으로 운영할 수 있도록 정체형 레독스 전지(100)와 전력 조절장치(300)를 제어한다.
에너지 저장 시스템은 비상전원, 피크 저감용, 주파수 조절용으로 사용될 수 있으며, 풍력 및 태양광 등의 신재생 발전장치와 연계되어 안정적인 전력 공급에 기여할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
100: 정체형 레독스 전지
10: 멤브레인
20A: 양극 전해질 저장 셀 모듈 20B: 음극 전해질 저장 셀 모듈
21: 펠트전극 22: 관통형 전극 지지판
23: 외부 프레임 24: 내부 프레임
25A: 제1 전도성 연결부 25B: 제2 전도성 연결부
25C: 제3 전도성 연결부 30: 바이폴라 플레이트
35: 전류 집전체 36: 엔드 플레이트
41, 81: 양극 전해질용 하부 매니폴드 유입부
42, 82: 양극 전해질용 상부 매니폴드 유입부
43: 양극 전해질용 가이드 유로 44: 양극 전해질용 게이트
51: 음극 전해질용 하부 매니폴드 유입 차단부
52: 음극 전해질용 상부 매니폴드 유입 차단부
61, 83: 음극 전해질용 하부 매니폴드 유입부
62, 84: 음극 전해질용 상부 매니폴드 유입부
63: 음극 전해질용 가이드 유로
71: 양극 전해질용 하부 매니폴드 유입 차단부
72: 양극 전해질용 상부 매니폴드 유입 차단부
20A: 양극 전해질 저장 셀 모듈 20B: 음극 전해질 저장 셀 모듈
21: 펠트전극 22: 관통형 전극 지지판
23: 외부 프레임 24: 내부 프레임
25A: 제1 전도성 연결부 25B: 제2 전도성 연결부
25C: 제3 전도성 연결부 30: 바이폴라 플레이트
35: 전류 집전체 36: 엔드 플레이트
41, 81: 양극 전해질용 하부 매니폴드 유입부
42, 82: 양극 전해질용 상부 매니폴드 유입부
43: 양극 전해질용 가이드 유로 44: 양극 전해질용 게이트
51: 음극 전해질용 하부 매니폴드 유입 차단부
52: 음극 전해질용 상부 매니폴드 유입 차단부
61, 83: 음극 전해질용 하부 매니폴드 유입부
62, 84: 음극 전해질용 상부 매니폴드 유입부
63: 음극 전해질용 가이드 유로
71: 양극 전해질용 하부 매니폴드 유입 차단부
72: 양극 전해질용 상부 매니폴드 유입 차단부
Claims (20)
- 이온 투과 기능을 가지는 멤브레인;
상기 멤브레인의 일측에 위치하는 양극 전해질 저장 셀 모듈;
상기 멤브레인의 타측에 위치하는 음극 전해질 저장 셀 모듈; 및
상기 양극 전해질 저장 셀 모듈과 상기 음극 전해질 저장 셀 모듈의 가장 바깥에 위치하는 한 쌍의 바이폴라 플레이트를 포함하며,
상기 양극 전해질 저장 셀 모듈과 상기 음극 전해질 저장 셀 모듈 각각은, 전해질을 저장하는 복수의 펠트전극과, 복수의 펠트전극 사이에 위치하는 복수의 관통형 전극 지지판을 포함하는 정체형 레독스 전지. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 펠트전극은 적어도 두 장씩 합체되고, 적어도 두 장씩 합체된 펠트전극들 사이마다 한 장의 관통형 전극 지지판이 위치하는 정체형 레독스 전지. - 제2항에 있어서,
상기 복수의 관통형 전극 지지판 각각에 복수의 관통홀이 위치하고, 복수의 관통홀은 일 방향을 따라 나란히 정렬되며, 다른 한 방향을 따라 서로 어긋나게 위치하는 정체형 레독스 전지. - 제3항에 있어서,
상기 복수의 관통형 전극 지지판 각각은 흑연과 고분자 재료의 복합체로 구성되며, 유연성을 가지는 정체형 레독스 전지. - 제3항에 있어서,
상기 양극 전해질 저장 셀 모듈과 상기 음극 전해질 저장 셀 모듈 각각에서 상기 복수의 펠트전극은 10장 이상으로 구비되고, 상기 양극 전해질 저장 셀 모듈과 상기 음극 전해질 저장 셀 모듈은 상기 멤브레인을 기준으로 대칭으로 구성되는 정체형 레독스 전지. - 이온 투과 기능을 가지는 멤브레인;
상기 멤브레인의 일측에 위치하는 양극 전해질 저장 셀 모듈;
상기 멤브레인의 타측에 위치하는 음극 전해질 저장 셀 모듈; 및
상기 양극 전해질 저장 셀 모듈과 상기 음극 전해질 저장 셀 모듈의 가장 바깥에 위치하는 한 쌍의 바이폴라 플레이트를 포함하며,
상기 양극 전해질 저장 셀 모듈과 상기 음극 전해질 저장 셀 모듈 각각은, 전해질을 저장하는 복수의 펠트전극과, 복수의 펠트전극 사이에 위치하는 복수의 관통형 전극 지지판과, 복수의 펠트전극 및 복수의 관통형 전극 지지판을 고정하는 복수의 외부 프레임 및 복수의 내부 프레임을 포함하고,
상기 복수의 외부 프레임은 서로간 인터로킹 압착방식으로 결합되어 내부에 전해질을 구속하는 정체형 레독스 전지. - 제6항에 있어서,
상기 양극 전해질 저장 셀 모듈과 상기 음극 전해질 저장 셀 모듈 각각에서, 상기 복수의 관통형 전극 지지판과 상기 바이폴라 플레이트는 통전부에 의해 서로 통전되는 정체형 레독스 전지. - 제7항에 있어서,
상기 양극 전해질 저장 셀 모듈에서 상기 복수의 펠트전극은 양극 전해질 공급 라인과 연결되어 양극 전해질을 공급받고, 양극 전해질을 내부 기공에 구속하여 저장하는 정체형 레독스 전지. - 제7항에 있어서,
상기 음극 전해질 저장 셀 모듈에서 상기 복수의 펠트전극은 음극 전해질 공급 라인과 연결되어 음극 전해질을 공급받고, 음극 전해질을 내부 기공에 구속하여 저장하는 정체형 레독스 전지. - 제6항에 있어서,
상기 복수의 관통형 전극 지지판 각각에 복수의 관통홀이 위치하고, 상기 복수의 펠트전극은 적어도 두 장씩 합체되며, 적어도 두 장씩 합체된 펠트전극들 사이마다 한 장의 관통형 전극 지지판이 위치하는 정체형 레독스 전지. - 제10항에 있어서,
상기 한 쌍의 바이폴라 플레이트와 상기 복수의 관통형 전극 지지판은 흑연과 고분자 재료의 복합체로 구성되며, 유연성을 가지는 정체형 레독스 전지. - 제6항에 있어서,
상기 양극 전해질 저장 셀 모듈과 상기 음극 전해질 저장 셀 모듈 각각은, 상기 외부 프레임, 상기 펠트전극, 상기 내부 프레임, 상기 펠트전극, 및 상기 관통형 전극 지지판의 순서로 수회 반복 적층되며, 상기 내부 프레임을 사이에 두고 위치하는 두 개의 펠트전극이 서로 합체되는 정체형 레독스 전지. - 제6항에 있어서,
상기 복수의 외부 프레임 각각은 오목 구조면 및 오목 구조면의 반대면인 볼록 구조면을 포함하고, 중앙 개구를 둘러싸는 내측 가장자리에 제공된 전도성 연결부를 더 포함하는 정체형 레독스 전지. - 제13항에 있어서,
상기 전도성 연결부는 상기 관통형 전극 지지판과 상기 바이폴라 플레이트 중 어느 하나와 접촉하며, 상기 양극 전해질 저장 셀 모듈 및 상기 음극 전해질 저장 셀 모듈 각각에서 복수의 전도성 연결부는 서로 밀착되어 상기 복수의 관통형 전극 지지판과 상기 바이폴라 플레이트를 통전시키는 정체형 레독스 전지. - 제13항에 있어서,
상기 복수의 외부 프레임은, 상기 양극 전해질 저장 셀 모듈에 속하며 제1 전도성 연결부를 구비한 제1 외부 프레임과, 상기 음극 전해질 저장 셀 모듈에 속하며 제2 전도성 연결부를 구비한 제2 외부 프레임과, 상기 바이폴라 플레이트와 접하며 제3 전도성 연결부를 구비한 제3 외부 프레임을 포함하는 정체형 레독스 전지. - 제15항에 있어서,
상기 제1 외부 프레임은 양극 전해질용 하부 매니폴드 유입부, 양극 전해질용 상부 매니폴드 유입부, 양극 전해질용 가이드 유로, 음극 전해질용 하부 매니폴드 유입 차단부, 및 음극 전해질용 상부 매니폴드 유입 차단부를 포함하는 정체형 레독스 전지. - 제15항에 있어서,
상기 제2 외부 프레임은 음극 전해질용 하부 매니폴드 유입부, 음극 전해질용 상부 매니폴드 유입부, 음극 전해질용 가이드 유로, 양극 전해질용 하부 매니폴드 유입 차단부, 및 양극 전해질용 상부 매니폴드 유입 차단부를 포함하는 정체형 레독스 전지. - 제15항에 있어서,
상기 제3 외부 프레임에 고정된 상기 바이폴라 플레이트는 상기 오목 구조면과 같은 방향을 향하는 일면을 포함하고, 상기 바이폴라 플레이트의 일면에 음극 전해질이 위치하는 정체형 레독스 전지. - 제18항에 있어서,
상기 제3 외부 프레임에 고정된 상기 바이폴라 플레이트는 상기 볼록 구조면과 같은 방향을 향하는 타면을 포함하고, 상기 바이폴라 플레이트의 타면에 양극 전해질이 위치하는 정체형 레독스 전지. - 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 정체형 레독스 전지;
상기 정체형 레독스 전지의 상태를 모니터링하고 관리하는 전지 관리장치;
발전원으로부터 전력을 입력받아 상기 정체형 레독스 전지에 전기 에너지를 저장하고, 상기 정체형 레독스 전지에 저장된 전기 에너지를 계통으로 방출할 수 있도록 전기의 특성을 변환하는 전력 조절장치; 및
상기 정체형 레독스 전지와 상기 전력 조절장치를 전기적으로 제어하는 에너지 관리장치를 포함하는 에너지 저장 시스템.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220107145A KR20240028862A (ko) | 2022-08-25 | 2022-08-25 | 정체형 레독스 전지 및 이를 구비한 에너지 저장 시스템 |
| PCT/KR2023/012327 WO2024043637A1 (ko) | 2022-08-25 | 2023-08-21 | 정체형 레독스 전지 및 이를 구비한 에너지 저장 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220107145A KR20240028862A (ko) | 2022-08-25 | 2022-08-25 | 정체형 레독스 전지 및 이를 구비한 에너지 저장 시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20240028862A true KR20240028862A (ko) | 2024-03-05 |
Family
ID=90013703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220107145A KR20240028862A (ko) | 2022-08-25 | 2022-08-25 | 정체형 레독스 전지 및 이를 구비한 에너지 저장 시스템 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20240028862A (ko) |
| WO (1) | WO2024043637A1 (ko) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR101484252B1 (ko) * | 2013-05-21 | 2015-01-20 | 한국과학기술원 | 수직 방향 탄소 섬유 층을 구비한 탄소 전극 및 그 제조방법, 수직 방향 탄소 섬유 층을 구비한 탄소 전극을 포함하는 단위 셀 및 그 제조방법 |
| KR102580413B1 (ko) * | 2020-08-24 | 2023-09-19 | 한국전력공사 | 레독스 흐름전지용 펠트전극의 표면개질방법 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| WO2024043637A1 (ko) | 2024-02-29 |
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