RU2015106738A

RU2015106738A - Электрохимические системы, отличающиеся высоким напряжением разомкнутой цепи

Info

Publication number: RU2015106738A
Application number: RU2015106738A
Authority: RU
Inventors: Дезире АМАДЕО; Артур Дж. ЭССВАЙН; Джон ГОЛЦ; Томас Д. ДЖАРВИ; Иван Р. КИНГ; Стивен Й. РИС; Нитин ТИЯДЖИ
Original assignee: Локхид Мартин Эдванст Энерджи Сторидж, Ллс
Priority date: 2012-07-27
Filing date: 2013-07-24
Publication date: 2016-09-20
Also published as: AU2013293113A1; WO2014018593A1; KR102149159B1; MX378903B; BR112015001751A2; CN104854731B; KR20150046075A; EP2878021B1; EP2878021A4; JP6356126B2; JP2018139227A; IN2015DN00682A; JP6704953B2; CN104854731A; JP2015529942A; IL236904A0; EP2878021A1; MX2015001279A

Abstract

1. Проточный аккумулятор, включающийпервый водный электролит, содержащий первый редокс-активный материал;второй водный электролит, содержащий второй редокс-активный материал;первый электрод в контакте с упомянутым первым водным электролитом;второй электрод в контакте с упомянутым вторым водным электролитом, исепаратор, размещенный между упомянутым первым водным электролитом и упомянутым вторым водным электролитом;причем упомянутый проточный аккумулятор имеет напряжение разомкнутой цепи по меньшей мере примерно 1,4 В и способен работать или работает при плотности тока по меньшей мере 50 мА/см; и при этом оба из первого и второго редокс-активных материалов остаются растворимыми как в заряженном, так и разряженном состояниях.2. Проточный аккумулятор по п. 1, при этом по меньшей мере один из упомянутого первого электрода и упомянутого второго электрода представляет собой углеродный электрод.3. Проточный аккумулятор по п. 1 или 2, при этом проточный аккумулятор адаптирован так, что упомянутые углеродные электроды остаются практически не содержащими металла во время работы упомянутого проточного аккумулятора.4. Проточный аккумулятор по п. 1, при этом по меньшей мере один из упомянутых редокс-активных материалов представляет собой органическое соединение практически без металла.5. Проточный аккумулятор по п. 1, при этом упомянутый редокс-активный материал содержит ароматическое соединение.6. Проточный аккумулятор по п. 1, при этом по меньшей мере один из упомянутых редокс-активных материалов представляет собой металло-лигандное координационное соединение.7. Проточный аккумулятор по п. 1 или 6, имеющий плотность энергии по меньшей мере 30

Claims

1. Проточный аккумулятор, включающий

первый водный электролит, содержащий первый редокс-активный материал;

второй водный электролит, содержащий второй редокс-активный материал;

первый электрод в контакте с упомянутым первым водным электролитом;

второй электрод в контакте с упомянутым вторым водным электролитом, и

сепаратор, размещенный между упомянутым первым водным электролитом и упомянутым вторым водным электролитом;

причем упомянутый проточный аккумулятор имеет напряжение разомкнутой цепи по меньшей мере примерно 1,4 В и способен работать или работает при плотности тока по меньшей мере 50 мА/см²; и при этом оба из первого и второго редокс-активных материалов остаются растворимыми как в заряженном, так и разряженном состояниях.

2. Проточный аккумулятор по п. 1, при этом по меньшей мере один из упомянутого первого электрода и упомянутого второго электрода представляет собой углеродный электрод.

3. Проточный аккумулятор по п. 1 или 2, при этом проточный аккумулятор адаптирован так, что упомянутые углеродные электроды остаются практически не содержащими металла во время работы упомянутого проточного аккумулятора.

4. Проточный аккумулятор по п. 1, при этом по меньшей мере один из упомянутых редокс-активных материалов представляет собой органическое соединение практически без металла.

5. Проточный аккумулятор по п. 1, при этом упомянутый редокс-активный материал содержит ароматическое соединение.

6. Проточный аккумулятор по п. 1, при этом по меньшей мере один из упомянутых редокс-активных материалов представляет собой металло-лигандное координационное соединение.

7. Проточный аккумулятор по п. 1 или 6, имеющий плотность энергии по меньшей мере 30 Ватт-час/литр (Вт·ч/л).

8. Проточный аккумулятор по п. 1 или 6, при этом по меньшей мере один из упомянутого первого электролита или упомянутого второго электролита представляет собой водный электролит, имеющий рН в диапазоне от примерно 8 до примерно 13.

9. Проточный аккумулятор по п. 1 или 6, при этом упомянутый первый электролит, упомянутый второй электролит или оба из первого и второго электролитов представляют собой водный электролит, имеющий значение рН в диапазоне от примерно 8 до примерно 13.

10. Проточный аккумулятор по п. 9, при этом рН составляет в диапазоне от примерно 10 до примерно 12.

11. Проточный аккумулятор по п. 10, при этом рН составляет в диапазоне от примерно 10,5 до примерно 11,5.

12. Проточный аккумулятор по п. 1 или 6, при этом проточный аккумулятор способен работать с кпд по напряжению по меньшей мере примерно 70%.

13. Проточный аккумулятор по п. 1 или 6, при этом упомянутый сепаратор содержит иономер.

14. Проточный аккумулятор по п. 1 или 6, дополнительно включающий резервуар для второго электролита в проточном сообщении со второй камерой и резервуар для первого электролита в проточном сообщении с первой камерой.

15. Проточный аккумулятор по п. 1 или 6, дополнительно включающий насос для транспортировки текучей среды между резервуаром для второго электролита и второй камерой, между резервуаром для первого электролита и первой камерой или обоих случаев.

16. Способ эксплуатации проточного аккумулятора по п. 1 или 6, причем упомянутый способ включает заряд упомянутого аккумулятора путем подвода электрической энергии или разряд упомянутого аккумулятора путем отвода электрической энергии.

17. Способ эксплуатации проточного аккумулятора по п. 1 или 6, причем упомянутый способ включает приложение разности потенциалов между первым и вторым электродом, со связанным с этим потоком электронов, так, чтобы:

(а) восстанавливать первый редокс-активный материал с окислением второго редокс-активного материала; или

(b) окислять первый редокс-активный материал с восстановлением второго редокс-активного материала.

18. Способ заряда проточного аккумулятора по п. 1 или 6, со связанным с этим потоком электронов, причем упомянутый способ включает приложение разности потенциалов между отрицательным и положительным электродом так, чтобы:

(а) восстанавливать первый редокс-активный материал; или

(b) окислять второй редокс-активный материал; или

(с) и (а), и (b).

19. Способ разряда проточного аккумулятора по п. 1 или 6, со связанным с этим потоком электронов, причем упомянутый способ включает подключение электрической нагрузки между отрицательным и положительным электродом так, чтобы:

(а) окислять первый редокс-активный материал; или

(b) восстанавливать второй редокс-активный материал; или

(с) и (а), и (b).

20. Система, включающая проточный аккумулятор по п. 1 или 6 и дополнительно включающая:

(а) первую камеру, содержащую первый водный электролит, и вторую камеру, содержащую второй водный электролит;

(b) по меньшей мере один контур циркуляции электролита в проточном сообщении с каждой электролитной камерой, причем упомянутый по меньшей мере один контур циркуляции электролита включает резервуары-хранилища и трубопроводы для содержания и транспортирования электролитов;

(с) управляющее оборудование и программное обеспечение; и

(d) блок регулирования мощности.

21. Система по п. 20, причем система присоединена к электросети, выполненной с возможностью обеспечения встраивания возобновляемых источников, смещения пиковых нагрузок, обеспечения устойчивости сети, потребления/генерирования на базовом уровне мощности, энергетического арбитража, отсрочки передачи и распределения, поддержки слабых сетей, регулирования частоты или их сочетания.

22. Система по п. 20, причем система выполнена с возможностью стабильного питания отдаленных поселков, передовых оперативных баз, внесетевых телекоммуникационных систем или дистанционных датчиков.