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KR101975972B1 - Bipolar plate containing a flow module and redox flow battery comprising thereof - Google Patents

Bipolar plate containing a flow module and redox flow battery comprising thereof Download PDF

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KR101975972B1
KR101975972B1 KR1020170055513A KR20170055513A KR101975972B1 KR 101975972 B1 KR101975972 B1 KR 101975972B1 KR 1020170055513 A KR1020170055513 A KR 1020170055513A KR 20170055513 A KR20170055513 A KR 20170055513A KR 101975972 B1 KR101975972 B1 KR 101975972B1
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flow path
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manifold
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최윤영
오근우
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전자부품연구원
연세대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 바이폴라 플레이트의 유로를 복수의 단위 모듈로 구성하여, 유로 입구와 출구 사이에 전해액의 농도 편차를 최소화하기 위한 바이폴라 플레이트용 유로 모듈, 유로 모듈을 포함하는 바이폴라 플레이트 및 이를 이용한 레독스 흐름 전지에 관한 것이다. 본 발명에 따른 유로 모듈을 포함하는 바이폴라 플레이트는 전해액을 유입하는 제1 매니폴드 및 전해액을 유출하는 제2 매니폴드가 형성된 바이폴라 몸체, 바이폴라 몸체의 전극과 맞닿는 면에 형성되며, 제1 매니폴드를 통해 전해액을 전달받아 주입하는 주입 유로부, 주입 유로부로부터 각각 전해액을 전달받아 상기 전극에 전해액을 접촉시키며, 서로 동일한 길이를 갖는 복수의 단위 유로, 복수의 단위 유로 각각으로부터 전해액을 전달받아 전해액을 제2 매니폴드를 통해 유출시키는 유출 유로부를 포함하는 유로 모듈를 포함한다.The present invention comprises a bipolar plate flow path module using a bipolar plate flow path module for minimizing the concentration variation of electrolyte between the flow path inlet and outlet, the bipolar plate including the flow path module and a redox flow battery using the same. It is about. The bipolar plate including the flow path module according to the present invention is formed on a surface in contact with the electrode of the bipolar body, the bipolar body formed with the first manifold for introducing the electrolyte and the second manifold for the electrolyte, the first manifold The electrolyte flows through the injection flow path unit for receiving and injecting the electrolyte solution, and receives the electrolyte solution from the injection flow path unit to contact the electrolyte solution, and receives the electrolyte solution from each of the plurality of unit flow paths and the plurality of unit flow paths having the same length. And a flow passage module including an outlet flow passage portion flowing out through the second manifold.

Description

유로 모듈을 포함하는 바이폴라 플레이트 및 이를 이용한 레독스 흐름 전지{Bipolar plate containing a flow module and redox flow battery comprising thereof}Bipolar plate containing a flow path module and a redox flow battery using the same

본 발명은 레독스 흐름 전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 바이폴라 플레이트의 유로를 복수의 단위 모듈로 구성하여, 유로 입구와 출구 사이에 전해액의 농도 편차를 최소화하기 위한 유로 모듈을 포함하는 바이폴라 플레이트 및 이를 이용한 레독스 흐름 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a redox flow battery, and more particularly, to a bipolar plate including a flow path module configured to configure a plurality of unit modules in a flow path of a bipolar plate, thereby minimizing variation in concentration of electrolyte between a flow path inlet and an outlet. It relates to a redox flow battery using the same.

화석 연료의 사용으로 인한 대기 오염을 해결하기 위하여 태양광 및 풍력 발전소와 같은 재생 가능 에너지를 생산하는 개발이 이루어지고 있다. 재생 가능 에너지의 비율이 점진적으로 증가함에 따라 피크(peak) 시간대에 생산되는 잉여 에너지를 효율적으로 관리하는 것이 중요하다.In order to solve the air pollution caused by the use of fossil fuels, developments are being made to produce renewable energy such as solar and wind power plants. As the proportion of renewable energy increases gradually, it is important to efficiently manage the surplus energy produced during peak hours.

이와 같이 잉여 에너지의 관리를 위하여, 초고용량의 에너지 저장 시스템이 필요하게 되는데, 레독스 흐름 전지(Redox flow battery, RFB)는 비용 효율성, 긴 수명, 큰 에너지 용량과 같은 이점에서 대규모 에너지 저장을 위한 가장 경제적인 시스템 중 하나이다.In order to manage surplus energy, an ultra high-capacity energy storage system is required. The redox flow battery (RFB) is used for large-scale energy storage in terms of cost efficiency, long life, and large energy capacity. One of the most economical systems.

이러한 레독스 흐름 전지는 복수의 단위 셀을 적층하여 스택화 할 수 있는 장점을 가지고 있지만, 낮은 에너지 밀도 및 낮은 에너지 효율의 문제점이 있다. 여기서 레독스 흐름 전지의 에너지 효율은 핵심 부품 이외에도 스택 구조, 유로 구조, 유량 분배, 전극 내 활물질의 농도 구배 등과 밀접한 관련이 있다.Such a redox flow battery has an advantage of stacking and stacking a plurality of unit cells, but there are problems of low energy density and low energy efficiency. In addition to the core components, the energy efficiency of the redox flow battery is closely related to the stack structure, the flow path structure, the flow distribution, and the concentration gradient of the active material in the electrode.

레독스 흐름 전지는 높은 이온전도도를 갖는 전해액을 사용함에 따라 전해액이 이동하는 통로 형성으로 인해 누설 전류(shunt-crrent)가 발생하게 되고, 이는 에너지 효율 감소의 큰 원인 중 하나로 인식되고 있다. 이러한 레독스 흐름 전지의 전압 손실은 전해액의 유량 분배 및 매니폴드를 통한 유량 분배에 의해서도 발생하기 때문에, 전압 손실을 최소화하기 위하여 유량 분배를 최적화할 수 있는 매니폴드 설계 및 유로 설계가 필요하다.As redox flow batteries use electrolytes having high ionic conductivity, leakage currents (shunt-crrent) are generated due to the formation of passages through which the electrolyte moves, which is recognized as one of the major causes of energy efficiency reduction. Since the voltage loss of such a redox flow battery is also caused by the flow rate distribution of the electrolyte and the flow rate distribution through the manifold, a manifold design and a flow path design capable of optimizing the flow rate distribution are required to minimize the voltage loss.

레독스 흐름 전지에 사용되는 바이폴라 플레이트는 유로가 없는 민무늬의 그라파이트 플레이트가 주로 사용되어 왔다. 그러나 최근에는 출력 특성 향상을 위하여 바이폴라 플레이트 내에 유로를 도입하는 연구들이 진행되고 있다.Bipolar plates used in redox flow batteries have been mainly used for non-flow pattern graphite plates. Recently, however, studies have been conducted to introduce flow paths into bipolar plates to improve output characteristics.

한편 한국등록실용 제20-0463822호에는 유로가 형성된 "레독스 흐름전지용 바이폴라 플레이트" 에 대하여 개시하고 있다.Meanwhile, Korean Patent No. 20-0463822 discloses a "bipolar plate for redox flow battery" in which a flow path is formed.

개시된 바이폴라 플레이트는 전해액 공급 라인과, 몸체의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 형성된 복수의 종방향 유로와, 전해액 배출 라인이 형성되어 있다.The disclosed bipolar plate has an electrolyte supply line, a plurality of longitudinal flow paths formed at regular intervals along the longitudinal direction of the body, and an electrolyte discharge line.

여기서 전해액 공급 라인과 전해액 배출 라인 사이에 형성된 복수의 종방향 유로에 의해 전해액 공급 라인과 전해액 배출 라인 사이에는 농도 편차가 발생되게 된다.Here, the concentration variation occurs between the electrolyte supply line and the electrolyte discharge line by the plurality of longitudinal flow paths formed between the electrolyte supply line and the electrolyte discharge line.

한편 최근에는 수십 MWh급 ESS 적용을 위하여 레독스 흐름 전지의 대면적화 및 고 전류 밀도 운전을 통한 고출력화가 필수적으로 필요하다. 레독스 흐름 전지의 대면적화를 위해서는 대면적 바이폴라 플레이트가 필요하다.Recently, in order to apply dozens of MWh-class ESSs, a large area of a redox flow battery and high power through high current density operation are necessary. Large area bipolar plates are required for large area redox flow cells.

개시된 바이폴라 플레이트를 대면적화 할 경우, 전해액 공급 라인과 전해액 배출 라인 사이의 거리가 멀어지기 때문에, 바이폴라 플레이트가 커질수록 더욱더 심한 농도 편차가 발생되는 문제점이 있었다.When the disclosed bipolar plate has a large area, the distance between the electrolyte supply line and the electrolyte discharge line becomes farther, so that the larger the bipolar plate, the more severe concentration variation occurs.

따라서 본 발명의 목적은 바이폴라 플레이트에서 전해액이 유입되는 입구와 유출되는 출구 사이의 농도 편차를 최소화 할 수 있는 유로 모듈을 포함하는 바이폴라 플레이트 및 이를 이용한 레독스 흐름 전지를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a bipolar plate and a redox flow battery using the same flow path module that can minimize the variation in concentration between the inlet and the outlet of the electrolyte inlet in the bipolar plate.

본 발명에 따른 바이폴라 플레이트용 유로 모듈은 바이폴라 몸체의 전극과 맞닿는 면에 형성되며 전해액을 주입하는 주입 유로부, 상기 주입 유로부로부터 각각 전해액을 전달받아 상기 전극에 전해액을 접촉시키며, 서로 동일한 길이를 갖는 복수의 단위 유로, 상기 복수의 단위 유로 각각으로부터 전해액을 전달받아 전해액을 유출시키는 유출 유로부를 포함한다.The bipolar plate channel module according to the present invention is formed on the surface in contact with the electrode of the bipolar body and the injection flow path portion for injecting the electrolyte, and receives the electrolyte from each of the injection flow path to contact the electrolyte to the electrode, the same length It includes a plurality of unit flow passages having, and an outflow passage portion for receiving the electrolyte from each of the plurality of unit flow passages to drain the electrolyte.

본 발명에 따른 바이폴라 플레이트용 유로 모듈에 있어서, 상기 주입 유로부는, 전해액을 주입하는 주입부, 상기 주입부로부터 상기 복수의 단위 유로와 대응되는 개수로 분배되어 상기 복수의 단위 유로 각각에 전해액을 공급하는 복수의 주입 채널을 포함하는 것을 특징으로 한다.In the bipolar plate flow path module according to the present invention, the injection flow path portion is divided into an injection portion for injecting an electrolyte solution and a number corresponding to the plurality of unit flow passages from the injection portion to supply the electrolyte solution to each of the plurality of unit flow paths. It characterized in that it comprises a plurality of injection channels.

본 발명에 따른 바이폴라 플레이트용 유로 모듈에 있어서, 상기 복수의 단위 유로는 각각 전해액이 체류하는 체류 시간이 동일한 것을 특징으로 한다.In the bipolar plate flow path module according to the present invention, each of the plurality of unit flow paths is characterized in that the residence time of the electrolyte stays the same.

본 발명에 따른 바이폴라 플레이트용 유로 모듈에 있어서, 상기 복수의 단위 유로 각각은, 상기 주입 채널로부터 연장 형성되며, 일정 간격 이격되어 평행하게 형성되는 복수의 접촉부, 상기 접촉부의 끝단에서 절곡되어 이웃한 접촉부를 서로 엇갈리게 연결하는 절곡부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the bipolar plate flow path module according to the present invention, each of the plurality of unit flow paths, the plurality of contact portions extending from the injection channel, spaced apart at regular intervals and formed in parallel, the contact portion bent at the end of the contact portion adjacent It characterized in that it comprises a bent portion to be connected to each other.

본 발명에 따른 바이폴라 플레이트용 유로 모듈에 있어서, 상기 유출 유로부는, 상기 복수의 단위 유로와 대응되는 개수로 분배되어 상기 복수의 단위 유로 각각으로부터 전해액을 전달받아 유출하는 복수의 유출 채널 상기 복수의 유출 채널로부터 전해액을 전달받아 유출하는 유출부이 형성된 것을 특징으로 한다.In the bipolar plate channel module according to the present invention, the outlet flow path portion is divided into a number corresponding to the plurality of unit flow paths, a plurality of outlet channels for receiving the electrolyte from each of the plurality of unit flow paths and the plurality of outlets It is characterized in that the outlet portion is formed to receive the electrolyte from the channel and outflow.

본 발명에 따른 바이폴라 플레이트용 유로 모듈에 있어서, 상기 복수의 단위 유로는 서로 수직한 방향으로 배치되는 것을 특징으로 한다.In the bipolar plate flow path module according to the present invention, the plurality of unit flow paths are arranged in a direction perpendicular to each other.

본 발명에 따른 유로 모듈을 포함하는 바이폴라 플레이트는 전해액을 유입하는 제1 매니폴드 및 전해액을 유출하는 제2 매니폴드가 형성된 바이폴라 몸체, 상기 바이폴라 몸체의 전극과 맞닿는 면에 형성되며, 상기 제1 매니폴드를 통해 전해액을 전달받아 주입하는 주입 유로부, 상기 주입 유로부로부터 각각 전해액을 전달받아 상기 전극에 전해액을 접촉시키며, 서로 동일한 길이를 갖는 복수의 단위 유로, 상기 복수의 단위 유로 각각으로부터 전해액을 전달받아 전해액을 제2 매니폴드를 통해 유출시키는 유출 유로부를 포함하는 유로 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.The bipolar plate including the flow path module according to the present invention is formed on a surface of the bipolar body in contact with the electrode of the bipolar body, the bipolar body is formed with a first manifold for introducing the electrolyte and the second manifold for flowing out the electrolyte, the first manifold An injection flow path unit for receiving and injecting an electrolyte through the fold, and receiving the electrolyte solution from the injection flow path unit to contact the electrolyte solution to the electrode, a plurality of unit flow paths having the same length and the electrolyte from each of the plurality of unit flow paths It characterized in that it comprises a flow path module including an outlet flow path for receiving the electrolyte flows out through the second manifold.

본 발명에 따른 유로 모듈을 포함하는 바이폴라 플레이트에 있어서, 상기 바이폴라 몸체는 그라파이트, 탄소재, 고분자 복합채 및 금속재 중 적어도 하나를 포함하는 재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.In the bipolar plate comprising a flow path module according to the invention, the bipolar body is characterized in that formed of a material comprising at least one of graphite, carbon material, polymer composite and metal material.

본 발명에 따른 유로 모듈을 포함하는 바이폴라 플레이트에 있어서, 상기 전극은 카본 펠트(Carbon felt), 카본 페이퍼(Carbon paper), 카본 천(Carbon cloth), 카본 코팅 레이어(Carbon coating layer), 메탈 폼(Metal foam) 및 멤브레인(membrane) 중 하나인 것을 특징으로 한다.In the bipolar plate including the flow path module according to the present invention, the electrode is carbon felt, carbon paper, carbon cloth, carbon coating layer, metal foam ( It is characterized in that one of the metal foam) and the membrane (membrane).

본 발명에 따른 유로 모듈을 포함하는 바이폴라 플레이트는 전해액을 유입하는 제1 매니폴드 및 전해액을 유출하는 제2 매니폴드가 형성된 바이폴라 몸체, 상기 제1 매니폴드로부터 분배되어 전해액을 공급하는 복수의 제1 브랜치 채널, 상기 바이폴라 몸체의 전극과 맞닿는 면에 형성되며, 상기 복수의 제1 브랜치 채널로부터 전해액을 각각 공급받아 주입하는 주입 유로부, 상기 주입 유로부로부터 각각 전해액을 전달받아 상기 전극에 전해액을 접촉시키며, 서로 동일한 길이를 갖는 복수의 단위 유로, 상기 복수의 단위 유로 각각으로부터 전해액을 전달받아 전해액을 유출시키는 유출 유로부를 포함하는 복수의 유로 모듈, 상기 복수의 유로 모듈로부터 각각 전해액을 전달받아 제2 매니폴드로 유출하는 복수의 제2 브랜치 채널을 포함하는 것을 특징으로 한다.The bipolar plate including the flow path module according to the present invention includes a bipolar body having a first manifold for introducing electrolyte and a second manifold for outflow of electrolyte, and a plurality of firsts distributed from the first manifold to supply electrolyte. It is formed on the branch channel, the surface in contact with the electrode of the bipolar body, the injection flow path portion for receiving and injecting the electrolyte solution from the plurality of first branch channels, respectively, the electrolyte is received from the injection flow path portion to contact the electrolyte solution to the electrode And a plurality of flow path modules including a plurality of unit flow passages having the same length and an outflow flow passage part for receiving the electrolyte solution from each of the plurality of unit flow passages and for discharging the electrolyte solution, and receiving the electrolyte solution from the plurality of flow path modules, respectively. A plurality of second branch channels exiting the manifold It shall be.

본 발명에 따른 유로 모듈을 포함하는 바이폴라 플레이트에 있어서, 상기 복수의 유로 모듈은 서로 수평한 방향으로 배치되는 것을 특징으로 한다.In the bipolar plate comprising a flow path module according to the present invention, the plurality of flow path modules are arranged in a horizontal direction with each other.

본 발명에 따른 레독스 흐름 전지는 전해액을 유입하는 제1 매니폴드 및 전해액을 유출하는 제2 매니폴드가 형성된 바이폴라 몸체, 상기 바이폴라 몸체의 전극과 맞닿는 면에 형성되며, 상기 제1 매니폴드를 통해 전해액을 전달받아 주입하는 주입 유로부, 상기 주입 유로부로부터 각각 전해액을 전달받아 상기 전극에 전해액을 접촉시키며, 서로 동일한 길이를 갖는 복수의 단위 유로, 상기 복수의 단위 유로 각각으로부터 전해액을 전달받아 전해액을 제2 매니폴드를 통해 유출시키는 유출 유로부를 포함하는 유로 모듈을 구비하는 바이폴라 플레이트를 포함한다.The redox flow battery according to the present invention is formed on a surface of the bipolar body in contact with the electrode of the bipolar body, the first manifold for introducing the electrolyte and the second manifold for the electrolyte is formed, through the first manifold An injection passage portion for receiving and injecting an electrolyte solution, and receiving an electrolyte solution from the injection passage portion to contact the electrolyte solution with each other, a plurality of unit flow passages having the same length, and an electrolyte solution received from each of the plurality of unit flow passages It includes a bipolar plate having a flow path module including an outlet flow path for flowing out through the second manifold.

본 발명에 따른 유로 모듈을 포함하는 바이폴라 플레이트는 주입 유로부와 유출 유로부 사이에 서로 동일한 길이를 갖는 복수의 단위 유로를 형성하고, 복수의 단위 유로가 주입 유로부로부터 각각 전해액을 전달받도록 함으로써, 주입 유로부와 유출 유로부 사이의 농도 편차를 최소화 할 수 있다.The bipolar plate including the flow path module according to the present invention forms a plurality of unit flow paths having the same length between the injection flow path part and the outflow flow path part, and allows the plurality of unit flow paths to receive electrolyte from the injection flow path part, respectively. The variation in concentration between the injection passage portion and the outlet passage portion can be minimized.

도 1은 본 발명에 따른 레독스 흐름 전지를 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 바이폴라 플레이트를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 바이폴라 플레이트를 나타낸 도면이다.
1 is a schematic diagram showing a redox flow battery according to the present invention.
2 is a view showing a bipolar plate according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a bipolar plate according to another embodiment of the present invention.

하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.In the following description, only parts necessary for understanding the embodiments of the present invention will be described, it should be noted that the description of other parts will be omitted so as not to distract from the gist of the present invention.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 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 or words used in the specification and claims described below should not be construed as being limited to the ordinary or dictionary meanings, and the inventors are appropriate to the concept of terms in order to explain their invention in the best way. It should be interpreted as meanings and concepts in accordance with the technical spirit of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configuration shown in the drawings are only preferred embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical idea of the present invention, and various equivalents may be substituted for them at the time of the present application. It should be understood that there may be variations and variations.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 레독스 흐름 전지를 나타낸 모식도이다.1 is a schematic diagram showing a redox flow battery according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 레독스 흐름 전지(600)는 단위 셀(100), 음극 전해액 탱크(200) 및 양극 전해액 탱크(300)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the redox flow battery 600 according to the present invention includes a unit cell 100, a cathode electrolyte tank 200, and a cathode electrolyte tank 300.

단위 셀(100)은 분리막(10)을 사이에 두고 서로 마주보도록 음극부(20)와 양극부(30)가 배치된다.In the unit cell 100, the cathode part 20 and the anode part 30 are disposed to face each other with the separator 10 interposed therebetween.

여기서 분리막(10)은 충방전 시 음극 전해액과, 양극 전해액을 서로 분리시키고, 충방전 시 선택적으로 이온만을 이동시키는 역할을 한다. 이러한 분리막(10)은 분리막(10)은 당해 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않는다. 예를 들어 상기 분리막(10)은 폴리프로필렌(polypropylene, PP) 계열의 다공성 필름을 사용할 수 있다. 또한 분리막(10)은 스티렌-디비닐벤젠 공중합체를 설폰화하여 얻어지는 양이온 교환막, 테트라플루오로에틸렌과 퍼플루오로설포닐에 톡시비닐에테르의 공중합체를 베이스로 하여 설폰산기를 도입한 양이온 교환막, 테트라플루오로에틸렌과 카르복시기를 측쇄에 가지는 퍼플루오로비닐에테르와의 공중합체로 이루어지는 양이온 교환막, 방향족 폴리설폰 공중합체를 베이스로 하여 술폰산기를 도입한 양이온 교환막, 스티렌-디비닐벤젠의 공중합체를 베이스로 하여 클로로메틸기를 도입하고 아미노화 한 음이온 교환막, 비닐피리딘-디비닐벤젠의 공중합체를 4급 피리듐화한 음이온교환막, 방향족 폴리설폰 공중합체를 베이스로 하여 클로로메틸기를 도입하고 아미노화한 음이온 교환막 등을 이용할 수 있다.Here, the separator 10 separates the cathode electrolyte and the cathode electrolyte from each other during charge and discharge, and selectively moves only ions during charge and discharge. The separator 10 is not particularly limited as the separator 10 is generally used in the art. For example, the separator 10 may use a polypropylene (PP) -based porous film. In addition, the separation membrane 10 is a cation exchange membrane obtained by sulfonating a styrene-divinylbenzene copolymer, a cation exchange membrane having a sulfonic acid group introduced with a tetrafluoroethylene and perfluorosulfonyl based on a copolymer of oxyvinyl ether, Based on a cation exchange membrane composed of a copolymer of tetrafluoroethylene and a perfluorovinyl ether having a carboxyl group on the side chain, an aromatic polysulfone copolymer based on a cation exchange membrane having a sulfonic acid group, and a copolymer of styrene-divinylbenzene Anion exchange membrane introduced with a chloromethyl group and aminated, an anion exchange membrane obtained by quaternization of a copolymer of vinylpyridine-divinylbenzene, and an aromatic polysulfone copolymer based on an aromatic polysulfone copolymer. Exchange membranes and the like can be used.

음극부(20)는 분리막(10)을 기준으로 양극부(30)와 대향하도록 배치되며, 음극(21), 제1 플로우 프레임(22), 제1 바이폴라 플레이트(23) 및 집전체(24)를 포함하며, 제1 셀 프레임(25)에 의해 고정될 수 있다.The negative electrode unit 20 is disposed to face the positive electrode unit 30 based on the separator 10, and has a negative electrode 21, a first flow frame 22, a first bipolar plate 23, and a current collector 24. It includes, and may be fixed by the first cell frame 25.

음극(21)은 제1 플로우 프레임(22) 내측에 삽입되어 배치될 수 있다. 이러한 음극(21)은 부직포, 탄소섬유, 탄소 페이퍼 등이 사용될 수 있으며, 이것에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게 음극(21)은 폴리아크릴로나이트릴(PAN, polyacrylonitrile) 계열 또는 레이온(Rayon) 계열로 형성된 카본 펠트 전극일 수 있다. 예컨대 음극(21)은 카본 펠트(Carbon felt), 카본 페이퍼(Carbon paper), 카본 천(Carbon cloth), 카본 코팅 레이어(Carbon coating layer), 메탈 폼(Metal foam) 및 멤브레인(membrane) 중 하나가 될 수 있다.The cathode 21 may be inserted and disposed inside the first flow frame 22. The negative electrode 21 may be a nonwoven fabric, carbon fiber, carbon paper, or the like, but is not limited thereto. Preferably, the cathode 21 may be a carbon felt electrode formed of polyacrylonitrile (PAN) or rayon (Rayon). For example, the cathode 21 may be formed of one of carbon felt, carbon paper, carbon cloth, carbon coating layer, metal foam, and membrane. Can be.

제1 플로우 프레임(22)은 내부에 음극(21)이 삽입 배치되고, 음극(21)으로 음극 전해액을 흘려주기 위한 통로인 유로가 형성될 수 있다. 제1 플로우 프레임(22)의 소재로는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스틸렌(PS) 또는 염화비닐(PVC) 등의 플라스틱 수지가 사용될 수 있다.The first flow frame 22 may have a negative electrode 21 inserted therein and a flow passage that is a passage for flowing the negative electrolyte into the negative electrode 21. The material of the first flow frame 22 may be a plastic resin such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), polystyrene (PS), or vinyl chloride (PVC).

제1 바이폴라 플레이트(23)는 제1 플로우 프레임(22)의 외측에 적층된다. 이러한 제1 바이폴라 플레이트(23)는 도전성 플레이트가 사용될 수 있다. 예컨대 제1 바이폴라 플레이트(23)는 그라파이트 플레이트가 사용될 수 있다.The first bipolar plate 23 is stacked outside the first flow frame 22. The first bipolar plate 23 may be a conductive plate. For example, a graphite plate may be used for the first bipolar plate 23.

제1 집전체(24)는 전자가 움직이는 통로로서 충전 시 외부로부터 전자를 받아들이거나 방전 시 외부로 전자를 내어주는 역할을 한다. 예컨대 집전체는 구리 또는 황동 등을 사용할 수 있다.The first current collector 24 serves as a path through which electrons move and receives electrons from the outside during charging or gives out electrons to the outside during discharge. For example, the current collector may be copper or brass.

제1 셀 프레임(25)은 음극(21), 제1 플로우 프레임(22), 제1 바이폴라 플레이트(23) 및 제1집전체(24)를 고정하는 역할을 할 수 있다. 이러한 제1 셀 프레임(25)은 전해액주입구와 전해액배출구가 형성될 수 있다.The first cell frame 25 may serve to fix the cathode 21, the first flow frame 22, the first bipolar plate 23, and the first current collector 24. The first cell frame 25 may be formed with an electrolyte inlet and an electrolyte outlet.

양극부(30)는 분리막(10)을 기준으로 음극부(20)와 대향하도록 배치되며, 양극(31), 제2 플로우 프레임(32), 제2 바이폴라 플레이트(33) 및 집전체(34)를 포함하며, 제2 셀 프레임(35)에 의해 고정될 수 있다.The anode part 30 is disposed to face the cathode part 20 with respect to the separator 10, and has a positive electrode 31, a second flow frame 32, a second bipolar plate 33, and a current collector 34. It may include, and may be fixed by the second cell frame 35.

한편 양극부(30)의 구성은 음극부(20)의 구성과 실질적으로 동일하므로, 상세한 설명은 생략하도록 한다.On the other hand, since the configuration of the anode portion 30 is substantially the same as the configuration of the cathode portion 20, a detailed description thereof will be omitted.

음극 전해액 탱크(200)는 단위 셀(100)의 음극부(20)에 공급되는 음극 전해액을 보관하며, 제1 셀 프레임(25)의 전해액주입구 및 전해액배출구와 각각 제1 유입관(210) 및 제1 유출관(230)이 연결되어 음극 전해액을 제1 셀 프레임(25)으로 순환시킨다. 이때 제1 유입관(210)과 제1 셀 프레임(25) 사이에 음극 전해액을 순환시키기 위한 제1 펌프(220)가 구비될 수 있다.The negative electrolyte tank 200 stores the negative electrolyte supplied to the negative electrode 20 of the unit cell 100, the electrolyte inlet and the electrolyte discharge port of the first cell frame 25, and the first inlet pipe 210, respectively. The first outlet pipe 230 is connected to circulate the cathode electrolyte to the first cell frame 25. In this case, a first pump 220 may be provided to circulate the cathode electrolyte between the first inlet pipe 210 and the first cell frame 25.

양극 전해액 탱크(300)는 단위 셀(100)의 양극부(30)에 공급되는 양극 전해액을 보관하며, 제2 셀 프레임(35)의 전해액주입구 및 전해액배출구와 각각 제2 유입관(310) 및 제2 유출관(330)이 연결되어 양극 전해액을 제2 셀 프레임(35)으로 순환시킨다. 이때 제2 유입관(310)과 제2 셀 프레임(35) 사이에 양극 전해액을 순환시키기 위한 제2 펌프(320)가 구비될 수 있다.The anode electrolyte tank 300 stores the anode electrolyte supplied to the anode portion 30 of the unit cell 100, the electrolyte inlet and the electrolyte outlet of the second cell frame 35, and the second inlet pipe 310, respectively. The second outlet pipe 330 is connected to circulate the anode electrolyte to the second cell frame 35. In this case, a second pump 320 may be provided to circulate the anode electrolyte between the second inlet pipe 310 and the second cell frame 35.

여기서 음극 전해액과 양극 전해액으로는 일반적으로 적용되는 레독스 커플(Redox couple)을 사용할 수 있다. 예컨대 전해액은 V/V, Zn/Br, Zn/Ce, Fe/Cr 등의 수계 전해액이나, 유기계 전해액을 사용할 수 있다.Here, a redox couple, which is generally applied, may be used as the cathode electrolyte and the cathode electrolyte. For example, the electrolyte solution may be an aqueous electrolyte solution such as V / V, Zn / Br, Zn / Ce, Fe / Cr, or an organic electrolyte solution.

이하 본 발명에 따른 제1 및 제2 바이폴라 플레이트(23, 33)를 실시예를 통하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the first and second bipolar plates 23 and 33 according to the present invention will be described in detail by examples.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 바이폴라 플레이트를 나타낸 도면이다.2 is a view showing a bipolar plate according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 바이폴라 플레이트(400)는 바이폴라 몸체(410) 및 유로 모듈(420)을 포함한다.2, a bipolar plate 400 according to an embodiment of the present invention includes a bipolar body 410 and a flow path module 420.

바이폴라 몸체(410)는 전해액을 유입하는 제1 매니폴드(411)와, 전해액을 유출하는 제2 매니폴드(412)가 형성될 수 있다. The bipolar body 410 may have a first manifold 411 for introducing electrolyte and a second manifold 412 for flowing out electrolyte.

여기서 제1 및 제2 매니폴드(411, 412)는 바이폴라 몸체(410)의 중앙을 중심으로 상부와 하부에 형성될 수 있다. 이러한 제1 및 제2 매니폴드(411, 412)는 플로우 프레임, 집전체 또는 셀 프레임과 연통되며, 전해액 탱크와 연결되어 전해액 탱크로부터 전해액을 공급받거나 유출할 수 있다. 예컨대 전해액 탱크를 통해 제1 매니폴드(411)로 유입되는 전해액은 유로 모듈(420)을 통과하여 전극과 접촉한 후 제2 매니폴드(412)를 통해 다시 전해액 탱크로 순환할 수 있다.In this case, the first and second manifolds 411 and 412 may be formed at an upper side and a lower side with respect to the center of the bipolar body 410. The first and second manifolds 411 and 412 may communicate with the flow frame, the current collector, or the cell frame, and may be connected to the electrolyte tank to receive or flow electrolyte from the electrolyte tank. For example, the electrolyte flowing into the first manifold 411 through the electrolyte tank may pass through the flow path module 420 to contact the electrode and then circulate back to the electrolyte tank through the second manifold 412.

유로 모듈(420)은 바이폴라 몸체(410)의 중심부 즉, 전극과 맞닿는 면에 형성되어 전해액을 통과시킴으로써 전극과 전해액의 전기화학적 반응을 유도할 수 있다.The flow path module 420 may be formed at the center of the bipolar body 410, that is, a surface contacting the electrode, to induce an electrochemical reaction between the electrode and the electrolyte by passing the electrolyte.

이러한 유로 모듈(420)은 주입 유로부(421), 단위 유로(422) 및 유출 유로부(423)를 포함한다.The flow path module 420 includes an injection flow path part 421, a unit flow path 422, and an outflow flow path part 423.

주입 유로부(421)는 바이폴라 몸체(410)의 전극과 맞닿는 면에 형성되며 전해액을 주입할 수 있다. 이러한 주입 유로부(421)는 제1 매니폴드(411)와 연결되어 전해액을 공급받아 주입하는 주입부(421a)와, 주입부(421a)로부터 복수의 단위 유로(422)와 대응되는 개수로 분배되어 복수의 단위 유로(422) 각각에 전해액을 공급하는 복수의 주입 채널(421b)이 형성될 수 있다.The injection flow path part 421 is formed on a surface of the bipolar body 410 in contact with the electrode and may inject the electrolyte solution. The injection flow path part 421 is connected to the first manifold 411 to distribute the injection part 421a for receiving and injecting the electrolyte solution and the number corresponding to the plurality of unit flow paths 422 from the injection part 421a. Thus, a plurality of injection channels 421b may be formed to supply electrolyte to each of the plurality of unit flow paths 422.

단위 유로(422)는 복수로 구비되어 주입 채널(421b)에 각각 연결되어 전해액을 공급받을 수 있다. 이러한 단위 유로(422)는 바이폴라 몸체(410)의 전극과 맞닿는 부분에 형성되어 전해액을 전극과 접촉시킬 수 있다. 이러한 단위 유로(422)는 서로 수직한 방향으로 배치될 수 있다. 예컨대 단위 유로(422)는 제1 매니폴드(411)와 제2 매니폴드(412) 사이에 일정 간격 이격된 상태로 수직한 방향으로 각각 배치될 수 있으며, 각각의 단위 유로(422)는 주입 채널(421b) 또는 유출 채널(423a)을 형성하기 위한 공간이 마련될 수 있도록, 상부 또는 하부로 갈수록 계단 형식으로 주입 채널(421b) 또는 유출 채널(423a)을 형성하기 위한 공간만큼 이동한 형태로 배치될 수 있다. 이에 따라 주입 채널(421b) 또는 유출 채널(423a)은 단위 유로(422)의 양측부에 형성되어 각 단위 유로(422)로 각각 전해액을 공급하거나, 각각 전해액을 전달받아 유출할 수 있다.A plurality of unit flow paths 422 may be provided to be connected to the injection channel 421b to receive an electrolyte solution. The unit flow path 422 may be formed at a portion of the bipolar body 410 in contact with the electrode to contact the electrolyte solution with the electrode. The unit flow path 422 may be disposed in a direction perpendicular to each other. For example, the unit flow passages 422 may be disposed between the first manifold 411 and the second manifold 412 in a vertical direction with a predetermined distance therebetween, and each unit flow passage 422 may be an injection channel. 421b or an outlet channel 423a so that a space for forming the outlet channel 423a may be disposed so as to move upwards or downwards as much as a space for forming the injection channel 421b or the outlet channel 423a in a stepped manner Can be. Accordingly, the injection channel 421b or the outflow channel 423a may be formed at both sides of the unit flow path 422 to supply electrolyte to each unit flow path 422 or to receive electrolyte and flow out.

복수의 단위 유로(422)는 서로 각각 전해액이 체류하는 체류 시간이 동일하게 설정될 수 있다. 이러한 단위 유로(422)는 주입 채널(421b)로부터 연장 형성되며, 일정 간격 이격되어 평행하게 형성되는 복수의 접촉부(422a)와, 접촉부(422a)의 끝단에서 절곡되어 이웃한 접촉부(422a)를 서로 엇갈리게 연결하는 절곡부(422b)로 구성될 수 있다. 즉 단위 유로(422)는 Serpentine 형상으로 형성될 수 있다.The plurality of unit flow paths 422 may be set to have the same dwell time in which the electrolyte stays. The unit flow path 422 extends from the injection channel 421b, and the plurality of contact portions 422a which are formed to be spaced apart at regular intervals in parallel with each other and the adjacent contact portions 422a that are bent at the ends of the contact portions 422a to each other. It may be composed of a bent portion 422b to be staggeredly connected. That is, the unit flow path 422 may be formed in a serpentine shape.

유출 유로부(423)는 복수의 단위 유로(422)와 대응되는 개수로 분배되어 복수의 단위 유로(422) 각각으로부터 전해액을 전달받아 유출하는 복수의 유출 채널(423a)과, 복수의 유출 채널(423a)로부터 전해액을 전달받아 제2 매니폴드(412)로 유출하는 유출부(423b)를 포함할 수 있다.The outlet flow path part 423 is divided into a number corresponding to the plurality of unit flow paths 422, and receives a plurality of outlet channels 423a for receiving electrolyte from each of the plurality of unit flow paths 422, and a plurality of outlet channels ( Receiving the electrolyte from the 423a may include an outlet 423b for outflow to the second manifold 412.

한편 단위 유로(422)의 전해액 유입 지점과 유출 지점 사이에는 불가피하게 농도 편차가 발생되게 된다.On the other hand, the concentration variation is inevitably generated between the electrolyte solution inlet point and the outlet point of the unit flow path 422.

이에 따라 본 발명의 실시예에 따른 바이폴라 플레이트(400)는 단위 유로(422)를 복수로 배치함으로써, 농도 편차를 분산하여 하나의 단위 유로(422)에서 발생 될 수 있는 농도 편차로 전극과 접촉되는 모든 면적을 커버 할 수 있도록 할 수 있다.Accordingly, the bipolar plate 400 according to the exemplary embodiment of the present invention is arranged in a plurality of unit flow paths 422 to disperse the concentration variation so as to contact the electrode with the concentration deviation that may occur in one unit flow path 422. Can cover all areas.

본 발명의 실시예에 따른 유로 모듈을 포함하는 바이폴라 플레이트(400)는 주입 유로부(421)와 유출 유로부(423) 사이에 서로 동일한 길이를 갖는 복수의 단위 유로(422)를 형성하고, 복수의 단위 유로(422)가 주입 유로부(421)로부터 각각 전해액을 전달받도록 함으로써, 주입 유로부(421)와 유출 유로부(423) 사이의 농도 편차를 최소화 할 수 있다.The bipolar plate 400 including the flow path module according to the embodiment of the present invention forms a plurality of unit flow paths 422 having the same length between the injection flow path part 421 and the outflow flow path part 423, By allowing the unit flow path 422 to receive the electrolyte solution from the injection flow path part 421, the concentration variation between the injection flow path part 421 and the outflow flow path part 423 can be minimized.

이하 본 발명의 다른 실시예에 따른 바이폴라 플레이트에 대하여 설명하도록 한다.Hereinafter, a bipolar plate according to another embodiment of the present invention will be described.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 바이폴라 플레이트를 나타낸 도면이다.3 is a view showing a bipolar plate according to another embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 바이폴라 플레이트(500)는 본 발명의 실시예에 따른 바이폴라 플레이트(400)와 제1 및 제2 브랜치 채널(510, 520)의 구성과 유로 모듈(420)이 복수로 구비된 것을 제외하고는 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 따라서 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하도록 하며, 중복되는 설명은 생략하도록 한다.Referring to FIG. 3, the bipolar plate 500 according to another embodiment of the present invention includes the configuration of the bipolar plate 400 and the first and second branch channels 510 and 520 according to an embodiment of the present invention. Except that 420 is provided in plurality, it has substantially the same structure. Therefore, the same reference numerals are used for the same configuration, and duplicate descriptions are omitted.

본 발명의 다른 실시예에 따른 바이폴라 플레이트(500)는 제1 및 제2 매니폴드(411, 412)가 형성된 바이폴라 몸체(410)와, 제1 매니폴드(411)로부터 분배되어 전해액을 공급하는 복수의 제1 브랜치 채널(510), 복수의 유로 모듈(422), 복수의 유로 모듈(422)로부터 각각 전해액을 전달받아 제2 매니폴드(412)로 유출하는 복수의 제2 브랜치 채널(520)을 포함한다.Bipolar plate 500 according to another embodiment of the present invention is a bipolar body 410, the first and second manifold (411, 412) is formed, and a plurality of distribution from the first manifold 411 to supply the electrolyte A plurality of second branch channels 520 that receive electrolyte from each of the first branch channels 510, the plurality of flow path modules 422, and the plurality of flow path modules 422, and flow out to the second manifold 412. Include.

여기서 제1 브랜치 채널(510)은 제1 매니폴드(411)로부터 분배되어 복수의 유로 모듈(420) 각각의 주입 유로부(421)에 연결되어, 복수의 유로 모듈(420) 각각에 전해액을 전달할 수 있다. 또한 제1 브랜치 채널(510)은 제1 매니폴드(411)를 중심으로 복수의 유로 모듈(420) 각각의 주입 유로부(421)와의 거리가 멀어질수록 단면적과 길이가 증가하는 형태를 갖는다. 이에 따라 제1 브랜치 채널(510)은 제1 매니폴드(411)로부터 균일하게 각 유로 모듈(420)에 전해액을 공급하도록 함으로써 압력 손실을 최소화할 수 있다.Here, the first branch channel 510 is distributed from the first manifold 411 and connected to the injection flow path part 421 of each of the plurality of flow path modules 420 to transfer electrolyte to each of the plurality of flow path modules 420. Can be. In addition, the first branch channel 510 has a shape in which the cross-sectional area and the length of the first branch channel 510 increase as the distance from the injection channel portion 421 of each of the plurality of flow path modules 420 increases. Accordingly, the first branch channel 510 may minimize pressure loss by uniformly supplying the electrolyte solution to each flow path module 420 from the first manifold 411.

유로 모듈(420)은 복수로 구비될 수 있으며, 서로 수평한 방향으로 배치될 수 있다. 즉 단위 유로(422)가 수직한 방향으로 배치된 유로 모듈(420)이 수평한 방향으로 배치됨으로써, 바이폴라 몸체(410)의 면적이 커질 경우, 유로 모듈(420) 내에 단위 유로(422)의 개수 또는 유로 모듈(420)의 개수를 조절함으로써 커버할 수 있다.The flow path module 420 may be provided in plurality, and may be disposed in a horizontal direction. That is, when the flow path module 420 in which the unit flow path 422 is disposed in the vertical direction is disposed in the horizontal direction, when the area of the bipolar body 410 increases, the number of unit flow paths 422 in the flow path module 420 is increased. Alternatively, the cover may be adjusted by adjusting the number of flow path modules 420.

복수의 제2 브랜치 채널(520)은 복수의 유로 모듈(420)의 유출 유로부(423)와 각각 연결되어 유출 유로부(423)로부터 배출되는 전해액을 제2 매니폴드(412)로 유출할 수 있다.The plurality of second branch channels 520 may be connected to the outlet flow path parts 423 of the plurality of flow path modules 420, respectively, and may discharge the electrolyte solution discharged from the outlet flow path parts 423 to the second manifold 412. have.

또한 제2 브랜치 채널(520)은 제2 매니폴드(412)를 중심으로 복수의 유로 모듈(420) 각각의 유출 유로부(423)와의 거리가 멀어질수록 단면적과 길이가 증가하는 형태를 갖는다. 이에 따라 제2 브랜치 채널(520)은 제2 매니폴드(411)로 균일하게 전해액을 유출함으로써 압력 손실을 최소화할 수 있다.In addition, the second branch channel 520 has a shape in which the cross-sectional area and the length of the second branch channel 520 increase as the distance from the outlet flow path 423 of each of the plurality of flow path modules 420 increases. Accordingly, the second branch channel 520 may minimize the pressure loss by uniformly flowing the electrolyte into the second manifold 411.

한편, 본 도면에 개시된 실시예는 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.On the other hand, the embodiments disclosed in the drawings are merely presented specific examples to aid understanding, and are not intended to limit the scope of the invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention can be carried out in addition to the embodiments disclosed herein.

10 : 분리막 20 : 음극부
21 : 음극 22 : 제1 플로우 프레임
23 : 제1 바이폴라 플레이트 24 : 제1 집전체
25 : 제1 셀 프레임 30 : 양극부
31 : 양극 32 : 제2 플로우 프레임
33 : 제2 바이폴라 플레이트 34 : 제2 집전체
35 : 제2 셀 프레임 100 : 단위 셀
200 : 음극 전해액 탱크 210 : 제1 유입관
220 : 제1 펌프 230 : 제1 유출관
300 : 양극 전해액 탱크 310 : 제2 유입관
320 : 제2 펌프 330 : 제2 유출관
400, 500 : 바이폴라 플레이트 410 : 바이폴라 몸체
411 : 제1 매니폴드 412 : 제2 매니폴드
420 : 유로 모듈 421 : 주입 유로부
421a : 주입부 421b : 주입 채널
422 : 단위 유로 422a : 접촉부
422b : 절곡부 423 : 유출 유로부
423a : 유출부 423b : 유출 채널
510 : 제1 브랜치 채널 520 : 제2 브랜치 채널
600 : 레독스 흐름 전지
10 Separation membrane 20 Cathode portion
21 cathode cathode 22 first flow frame
23: first bipolar plate 24: first current collector
25: first cell frame 30: anode part
31: anode 32: second flow frame
33: second bipolar plate 34: second current collector
35: second cell frame 100: unit cell
200: cathode electrolyte tank 210: first inlet pipe
220: first pump 230: first outlet pipe
300: anode electrolyte tank 310: second inlet pipe
320: second pump 330: second outlet pipe
400, 500: bipolar plate 410: bipolar body
411: first manifold 412: second manifold
420: flow path module 421: injection flow path
421a: injection portion 421b: injection channel
422: unit flow path 422a: contact portion
422b: bend portion 423: outflow channel portion
423a: outlet 423b: outlet channel
510: first branch channel 520: second branch channel
600: Redox Flow Battery

Claims (11)

전해액을 유입하는 제1 매니폴드 및 전해액을 유출하는 제2 매니폴드가 형성된 바이폴라 몸체;
상기 제1 매니폴드로부터 분배되어 전해액을 공급하는 복수의 제1 브랜치 채널;
상기 바이폴라 몸체의 전극과 맞닿는 면에 형성되며, 상기 복수의 제1 브랜치 채널로부터 전해액을 각각 공급받아 주입하는 주입 유로부, 상기 주입 유로부로부터 각각 전해액을 전달받아 상기 전극에 전해액을 접촉시키며, 서로 동일한 길이를 갖는 복수의 단위 유로, 상기 복수의 단위 유로 각각으로부터 전해액을 전달받아 전해액을 유출시키는 유출 유로부를 포함하는 복수의 유로 모듈;
상기 복수의 유로 모듈로부터 각각 전해액을 전달받아 제2 매니폴드로 유출하는 복수의 제2 브랜치 채널; 을 포함하고,
상기 복수의 단위 유로 각각은,
주입 채널로부터 연장 형성되며, 일정 간격 이격되어 평행하게 형성되는 복수의 접촉부;
상기 접촉부의 끝단에서 절곡되어 이웃한 접촉부를 서로 엇갈리게 연결하는 절곡부; 를 포함하고,
상기 주입 유로부는,
전해액을 주입하는 주입부;
상기 주입부로부터 분배되어 상기 복수의 단위 유로 각각에 전해액을 공급하는 복수의 주입 채널; 을 포함하고,
상기 유출 유로부는,
상기 복수의 단위 유로 각각으로부터 전해액을 전달받아 유출하는 복수의 유출 채널;
상기 복수의 유출 채널로부터 전해액을 전달받아 유출하는 유출부; 를 포함하고,
상기 복수의 단위 유로는 각각 전해액이 체류하는 체류 시간이 동일하고, 서로 수직한 방향으로 배치되고,
상기 복수의 유로 모듈은 서로 수평한 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 유로 모듈을 포함하는 바이폴라 플레이트.
A bipolar body having a first manifold introducing the electrolyte and a second manifold flowing out the electrolyte;
A plurality of first branch channels distributed from the first manifold to supply electrolyte;
An injection flow path part formed on a surface of the bipolar body that is in contact with an electrode and receiving electrolyte from each of the plurality of first branch channels, and receiving electrolyte from the injection flow path to contact the electrolyte with the electrode; A plurality of flow path modules including a plurality of unit flow paths having the same length and an outflow flow path part which receives the electrolyte solution from each of the plurality of unit flow paths and discharges the electrolyte solution;
A plurality of second branch channels each receiving electrolyte from the plurality of flow path modules and flowing out to a second manifold; Including,
Each of the plurality of unit flow paths,
A plurality of contacts extending from the injection channel and spaced apart at regular intervals in parallel;
A bent portion that is bent at an end of the contact portion and alternately connects adjacent contact portions with each other; Including,
The injection flow path unit,
An injection unit for injecting an electrolyte solution;
A plurality of injection channels distributed from the injection unit and supplying an electrolyte solution to each of the plurality of unit flow paths; Including,
The outflow passage portion,
A plurality of outlet channels configured to receive electrolyte from each of the plurality of unit flow paths and to discharge the electrolyte;
An outlet part which receives electrolyte from the plurality of outlet channels and flows out; Including,
The plurality of unit flow passages each have the same residence time in which the electrolyte stays and are arranged in a direction perpendicular to each other.
And a plurality of flow path modules arranged in a horizontal direction with each other.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 바이폴라 몸체는 그라파이트, 탄소재, 고분자 복합채 및 금속재 중 적어도 하나를 포함하는 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 유로 모듈을 포함하는 바이폴라 플레이트.
The method of claim 1,
The bipolar body is a bipolar plate comprising a flow path module, characterized in that formed of a material comprising at least one of graphite, carbon material, polymer composite and metal material.
제1항에 있어서,
상기 전극은 카본 펠트(Carbon felt), 카본 페이퍼(Carbon paper), 카본 천(Carbon cloth), 카본 코팅 레이어(Carbon coating layer), 메탈 폼(Metal foam) 및 멤브레인(membrane) 중 하나인 것을 특징으로 하는 유로 모듈을 포함하는 바이폴라 플레이트.
The method of claim 1,
The electrode may be one of carbon felt, carbon paper, carbon cloth, carbon coating layer, metal foam, and membrane. Bipolar plate containing the euro module.
삭제delete 삭제delete 전해액을 유입하는 제1 매니폴드 및 전해액을 유출하는 제2 매니폴드가 형성된 바이폴라 몸체, 상기 바이폴라 몸체의 전극과 맞닿는 면에 형성되며, 상기 제1 매니폴드를 통해 전해액을 전달받아 주입하는 주입 유로부, 상기 주입 유로부로부터 각각 전해액을 전달받아 상기 전극에 전해액을 접촉시키며, 서로 동일한 길이를 갖는 복수의 단위 유로, 상기 복수의 단위 유로 각각으로부터 전해액을 전달받아 전해액을 제2 매니폴드를 통해 유출시키는 유출 유로부를 포함하는 유로 모듈을 구비하는 바이폴라 플레이트; 를 포함하고,
상기 복수의 단위 유로 각각은,
주입 채널로부터 연장 형성되며, 일정 간격 이격되어 평행하게 형성되는 복수의 접촉부;
상기 접촉부의 끝단에서 절곡되어 이웃한 접촉부를 서로 엇갈리게 연결하는 절곡부; 를 포함하고,
상기 주입 유로부는,
전해액을 주입하는 주입부;
상기 주입부로부터 분배되어 상기 복수의 단위 유로 각각에 전해액을 공급하는 복수의 주입 채널; 을 포함하고,
상기 유출 유로부는,
상기 복수의 단위 유로 각각으로부터 전해액을 전달받아 유출하는 복수의 유출 채널;
상기 복수의 유출 채널로부터 전해액을 전달받아 유출하는 유출부; 를 포함하고,
상기 복수의 단위 유로는 각각 전해액이 체류하는 체류 시간이 동일하고, 서로 수직한 방향으로 배치되고,
상기 복수의 유로 모듈은 서로 수평한 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름 전지.
A bipolar body having a first manifold for injecting electrolyte and a second manifold for outflow of electrolyte, formed on a surface contacting the electrode of the bipolar body, and an injection flow path part for receiving and injecting electrolyte through the first manifold And receiving electrolyte from each of the injection flow paths to contact the electrolyte with the electrodes, and receiving the electrolyte from each of the plurality of unit flow paths having the same length and each of the plurality of unit flow paths, and allowing the electrolyte to flow out through the second manifold. A bipolar plate having a flow path module including an outflow flow path; Including,
Each of the plurality of unit flow paths,
A plurality of contacts extending from the injection channel and spaced apart at regular intervals in parallel;
A bent portion that is bent at an end of the contact portion and alternately connects adjacent contact portions with each other; Including,
The injection flow path unit,
An injection unit for injecting an electrolyte solution;
A plurality of injection channels distributed from the injection unit and supplying an electrolyte solution to each of the plurality of unit flow paths; Including,
The outflow passage portion,
A plurality of outlet channels configured to receive electrolyte from each of the plurality of unit flow paths and to discharge the electrolyte;
An outlet part which receives electrolyte from the plurality of outlet channels and flows out; Including,
The plurality of unit flow passages each have the same residence time in which the electrolyte stays and are arranged in a direction perpendicular to each other.
The plurality of flow path modules are redox flow battery, characterized in that arranged in a horizontal direction with each other.
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