TW201327993A - 用於氧化還原液流電池之電極及其製造方法、用於氧化還原液流電池之電解液及其製造方法、用於電解液之選擇性離子濃度計以及選擇性離子濃度之測量方法和自氧化還原液流電池系統 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種氧化還原液流電池系統，以及尤其係關於氧化還原液流電池之一電極及其一製造方法、用於製造此系統之一電解液之一設備及其一製造方法、測量此系統之電解液之濃度之一選擇性離子濃度計以及用於測量選擇性離子濃度之一方法、以及一自氧化還原液流電池系統。依照本發明之一典型實施例之自氧化還原液流電池系統包含：一微液壓發電設備，包含透過一導管所引入之水所旋轉之一翼渦輪，以及透過翼渦輪之旋轉產生直流電流之一直流發電機；以及一氧化還原液流電池，其包含其中複數個單元電極單元係多層之一多層電極。

Description

用於氧化還原液流電池之電極及其製造方法、用於氧化還原液流電池之電解液及其製造方法、用於電解液之選擇性離子濃度計以及選擇性離子濃度之測量方法和自氧化還原液流電池系統

本發明係關於一種氧化還原液流電池以及一種氧化還原液流電池系統，以及尤其係關於一種用於配置氧化還原液流電池之一氧化還原液流電池之電極以及其製造方法、一種用於製造一氧化還原液流電池之一電解液之設備以及其製造方法、一種能夠測量配置氧化還原液流電池之電解液之濃度之選擇性離子濃度計以及一種用於測量選擇性離子濃度之方法，以及一種自氧化還原液流電池系統。

由於全世界範圍內能源的日益增長之需求以及礦物燃料之持續使用，二氧化碳(CO2)係持續被排放以引起環境污染問題。

為了減少溫室氣體之排放，諸如太陽能、風能、一燃料電池等新再生能源已經處於關注的焦點並實際被傳播。

再生能源被一所在地環境或一自然條件大大所影響，因此它的輸出將大大不同。再生能源不能持續被供應，並引起生產和能源需求兩者之間之時間差。因此，一能源儲存系統變得重要的。

一兆瓦級(MW)大容量能量蓄電池之一示例包含一鉛蓄電池、一硫化鈉(NaS)電池、一超級電容器、一鋰二次電池以及一氧化還原液流電池(RFB)。

其中，氧化還原液流電池係透過氧化和減少一電解液中之活性物質而被再充電之一系統，這與依照習知技術之一二次電池不同，二次電池係為直接儲存一電解液中之化學能作為電能之一電化學充電設備。

如「第1圖」所示，氧化還原液流電池10之一基本結構係配置以包含：正/負(+/-)電解液槽11a和11b，其每個儲存其中一氧化態係不同之一活性材料；在充電和放電的時候循環活性材料之泵12a和12b；以及透過一離子交換膜13所隔開之陰極14a和陽極14b。

離子交換膜13係配置在兩個電極14a和14b之間，用於隔開在充電和放電的時候經受一氧化還原反應之離子。

在這種情況下，作為活性材料，透過溶解諸如釩(V)、鐵(Fe)、鉻(Cr)、銅(Cu)、鈦(Ti)、錳(Mn)和錫(Sn)或諸如此類之過度金屬在一強酸水溶液中所準備之一電解液被使用。

所準備的電解液不存放在電池(電極)14a和14b中，而是以一液態被存放在外部電解液槽11a和11b中，並且在充電和放電的過程中，透過泵12a和12b被提供至電池(電極)14a和14b中。

使用的電極14a和14b係一惰性(inactive)電極。在沒有一化學反應的情況下，電極本身在電極之表面和電解液之間反應，因此電極之壽命被增加，這係區別於依照習知技術之電池。

既然氧化還原液流電池具有其中一電池槽battery stack(輸出)和一電解液槽(容量)可以被互相隔開之一結構，氧化還原液流電池之輸出和容量可以被自由地設計，以及氧化還原液流電池可以幾乎沒有限制而被安裝。

作為用於氧化還原液流電池之電極14a和14b，具有良好導電性之石墨已經在習知技術中被使用。當係為再次處於高溫之一碳素纖維之石墨被使用作為氧化還原液流電池之電極時，由於石墨板之間電解液之滲透，一陰極電解液和一陽極電解液可以被相互混合。

有必要安裝諸如一電池之一能量儲存設備以便平穩地從使用風能、太陽能、水能等之一發電系統提供能量。為此，鉛蓄電池已經被普遍地使用，其由於一短的壽命需要被定期替換，並具有維護上之一難題。尤其，既然具有治理替換電池時所產生之工業廢料之一需要，關於一氧化還原液流電池能量儲存系統之研究最近已經被積極地執行。

氧化還原液流電池之性能不得不與諸如一電極之等效電阻、一電極間距離、纖維活性碳之一比表面積、一隔膜之等效電阻(當等效於一電阻器時之電阻部件，而非轉移離子時之電阻)以及諸如此類之部件之獨特特性和電解液之特性相關。因此，關於電解液之特性之項目將被描述。

既然氧化還原液流電池係為其中在一陰極和一陽極氧化和還原係同時執行之一電池，甚至如上面所描述部件之獨特性能略差，在操作這些部件上沒有問題。但是，當氧化還原液流電池不能滿足電解液之基本特性時，作為電池之部件為有缺陷的，因此，氧化還原液流電池根本不能被運作。

在這種情況下，作為電解液之要求，陰極電解液需要為一五價釩鹽溶液，以及陽極電解液需要為一二價釩鹽溶液。當各個離子濃度幾乎相等時，電解液可以被運作為一電池，但是當在離子濃度上之差別極大時，電解液可能不能適當地被運作。

既然氧化還原液流電池在電解液中儲存電力，儲存的能量透過增加電解液而被增加，而不是透過增加電池之數量。進一步，既然電池和電解液可以被相分互開安裝，氧化還原液流電池可以透過在一密封容器中儲存充電的電解液而經過一長的時間週期以低成本儲存能量。既然為了製造氧化還原液流電池，不需要特定製造設施，氧化還原液流電池可以被製造為從一小尺寸(幾瓦特)至一大尺寸(成千上萬千瓦)之所有規格。

既然電解液之陰極和陽極兩者都使用硫酸硫酸釩，即使任何液體被混合在電解液中，氧化還原液流電池不會產生熱，也不會產生有害氣體，因此在沒有過度充電或過度放電之一風險的情況係安全的，並沒有點燃或爆炸之一風險。

硫酸釩溶液不具有急性毒性和慢性毒性。因此，當硫酸釩溶液接觸衣物或手，不會有衣物被點燃或手被燒傷之狀況。

同時，既然一普通電池係便攜式(可轉移的)，鑒於功率濃度(每單位重量所儲存之功率量)已經存在關於電池性能之爭論。但是，就被固定安裝類似氧化還原液流電池之一大容量儲存電池來說，隨其所討論相連的電池之性能係不適當的。因此，需要討論關於如何安全地和平穩地以低成本儲存能量。在這方面，在儲存較大能量上不具有能夠取代氧化還原液流電池之電池。

因此，既然電解液溶液依照它的濃度和數量決定電力之充電容量，並影響一化學反應之可逆性和一溶液之一動態，在設定優化的濃度和準備電解液之制程中具有控制一化合價之一技術係缺乏以及大量硫酸被用於穩定電解液之問題。

一特定的氧化還原電位測定儀(循環伏安法)已經通常被用於調查電解液之特性。為了從能夠透過理解氧化還原電位測定儀的概念被獲得的資料確定性能之優勢，一些電化學知識係必須的，進而氧化還原電位測定儀之使用係不便利的。

同時，選擇性離子濃度計係用來測量特定離子之濃度，並為一種圖表極譜儀。極譜儀(polarograph)，其係為在日本被發明之一穩壓器，為使用一水銀電極之一電解設備。極譜儀可以透過降低一電化學當量而示出水銀粒子之數量。因此，使用此原理之一儀錶直到目前已經被製造。

但是，這種類型設備直接使用電極(水銀粒子)作為一測試液體，進而使用能夠和水銀反應之一溶液可能係非常困難的，水銀可以被混合在測試液體中，但是由於排水可能引起環境污染。

其中，氧化還原液流電池係透過氧化和減少一電解液中之活性物質而被再充電之一系統，而與依照習知技術之一二次電池不同，其係為直接儲存一電解液中之化學能作為電能之一電化學充電設備。

在補充氧化還原液流電池之劣勢之同時，企圖使用氧化還原液流電池作為充電設備已經在不同的工業領域被執行。但是，這些企圖僅僅已經在諸如一汽車領域之特定工業領域中被執行，還沒有被積極地使用在各個領域。

鑒於以上問題，本發明之一目的在於提供一種用於製造一氧化還原液流電池之一電極之一方法，以及在石墨板之間插入一熱塑性薄膜以及使用一熱輥施加壓力至石墨板之同時，透過在上石墨板和下石墨板兩者之間附著具有良好電化學特性之一氧化還原液流電池，以阻止一陰極電解液和一陽極電解液相互被混合。

本發明之另一目的在於提供一種用於製造一氧化還原液流電池之一電解液之一設備及其一製造方法，其能夠輕易控制一電解液之濃度以及用於一氧化還原液流電池之離子之一電價。

本發明之又一目的在於提供一種選擇性離子濃度計和用於測量離子濃度之一方法，其能夠在沒有一專業知識的情況下，測量和決定一氧化還原液流電池之一電解液之性能。

本發明之又一目的在於提供一種透過使用一液壓發電設備和一氧化還原液流電池之具有良好效率之一自氧化還原液流電池系統。

依照本發明之一典型實施例，提供一種用於製造一氧化還原液流電池之一電極之方法，包含：上、下設置一上石墨板和一下石墨板以相互遠離隔開，並在上石墨板和下石墨板之間插入一熱塑性薄膜；以及透過透過使用一熱輥加壓上石墨板和下石墨板所產生之熱和壓力，附著上石墨板和下石墨板至熱塑性薄膜。

熱塑性薄膜係為乙烯-醋酸乙酸脂共聚物(EVA)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)任何一種，以及它的一厚度係為10-15μm。熱輥之一加熱溫度係低於熱塑性薄膜23之一融化溫度，以及熱輥之一壓力係為1-3 kgf/cm²。

依照本發明之另一典型實施例之一氧化還原液流電池可以包含製造上面所描述所製造之一電極。

依照本發明之另一典型實施例，一種用於製造一氧化還原液流電池之一電極之設備，包含：一電解池，其中形成有一陰極腔、一未稀釋液腔、一處理液腔以及一陽極腔；以及一供電單元，供電至一陰極和一陽極，其中，一陰離子轉移膜和一陽離子轉移膜係配置在陰極腔和未稀釋液腔之間，陽離子轉移膜係配置在未稀釋液腔和處理液腔之間，以及陰離子轉移膜和陽離子轉移膜係設置在處理液腔和陽極腔之間。

設備可以更包含淨化惡化的或包含雜質之一電解液之一淨化設備。

陰極和陽極係由鈦、鉑、或鈦和釕之一合金所製成，一陽極電解液和陰極電解液係為一硫酸鈉溶液，未稀釋液係為一硫酸氧化釩溶液，以及處理液係為一硫酸鹽溶液。

陰極腔、陽極腔、未稀釋液腔以及處理液腔之每個係分別透過一管子連接至一陽極電解液和陰極電解液槽、一未稀釋液槽以及一處理液槽，管子之每個係連接至一循環泵。

管子係更提供有一控制單元以控制從循環泵提供至每個腔之一流量。

控制單元包含一壓力計和一控制閥。

依照本發明之另一典型實施例，提供有一種用於製造一氧化還原液流電池之一電解液之方法，包含：將在一陰極腔和一未稀釋液腔兩者之間之一陰離子轉移膜和一陽離子轉移膜、在未稀釋液腔和處理液腔之間之陽離子轉移膜、在未稀釋液腔和處理液腔兩者之間陽離子轉移膜、以及在處理液腔和陽極腔兩者之間之陰離子轉移膜和陽離子轉移膜隔開後，以及陰極腔和陽極腔被一硫酸鈉溶液所充滿，未稀釋液腔被一硫酸氧化釩溶液所充滿，以及一處理液腔被硫酸鹽溶液所充滿，以及透過供電至陰極和陽極離子移動穿過陰離子轉移膜和陽離子轉移膜。。

流入每個腔之一電流量被控制以產生三價釩電解液或四價釩電解液。

電流量可以使用高於一臨界電流值之1.1至1.3倍之恒定電流，以及臨界電流值可以為透過在各個腔中放置一鹽溶液並施加一預設電壓至各個腔而在各個腔中所測得之一電流值。

依照本發明之另一典型實施例，提供有一選擇性離子濃度計，包含：一第一測量模組，包含一電位控制器及測量一比較電極和一參考電極之間之一電位差之一第一電壓計；一第二測量模組，包含一負載電阻及測量一交互電極和參考電極之間之一電位差之一第二電壓計；一電極單元，係設置由比較電極、參考電極以及交互電極並具有充滿在其中之一陽極電解液和陰極電解液，以及具有一離子選擇性轉移膜，離子選擇性轉移膜係選擇性地轉移包含在於形成在它的一底部表面之一測量目標樣品中之一測量目標離子；以及一控制器，使用在第一電壓計和第二電壓計中所測量之一電位差運算測量目標之濃度。

測量目標樣品可以為一釩鹽溶液，以及測量目標離子可以為釩離子。

比較電極和參考電極稀可以由金或鉑所製成，以及交互電極可以由銀或鉛所製成。

陽極電解液和陰極電解液可以由為5-15%之醋酸或硫酸。

離子選擇性轉移膜可以由聚四氟乙烯或聚氯乙烯所構成。

控制器可以包含透過比較使用一標準樣品所測量的電位差與使用釩鹽溶液所測量的電位差運算釩離子之濃度之一運算器單元和顯示運算的釩離子之濃度之一顯示單元，以及標準樣品係選自一氯化鐵(I)溶液、一氯化鐵(II)溶液、一鉻(III)氯化物溶液以及一硫酸釩(vanady sulfate)溶液中之至少任何一個。

依照本發明之另一典型實施例，提供有一種使用離子濃度已知之一標準樣品測量一樣品之測量目標離子的濃度之離子濃度測量方法，包含：依次分別接觸一參考液、一標準樣品以及一測量樣品至一選擇性離子濃度計之一電極單元；控制一電位控制器，進而顯示在濃度計上之各個電壓由於與參考液、標準樣品以及測量樣品之接觸而變為零；透過不提供電流至負載電阻來測量離子電位；以及使用電位之控制和離子電位之測量中之資料，運算離子濃度和電位控制器之電位之間之一關係。

依照本發明之另一典型實施例，提供有一種自氧化還原液流電池系統，包含：一微液壓發電設備，包含透過一導管所引入之水所旋轉之一翼渦輪，以及透過翼渦輪之旋轉產生直流電流之一直流發電機；以及一氧化還原液流電池，包含其中複數個單元電極係為多層之一多層電極、每個以不同氧化態儲存一活性材料之一第一電解槽和一第二電解槽以及每個連接至第一電解槽和第二電解槽以透過多層電極循環儲存在些槽中之活性材料之一第一泵和一第二泵進而透過液壓發電設備執行充電和放電。

微液壓發電設備可以包含一主體和結合於主體之上部之一直流發電機。

微液壓發電設備之主體之外部之一部份係連接於水被引入之一導管，以及微液壓發電設備之主體之外部之其他部份係連接於水被排放之一排水管，以及主體之內部係提供有一翼渦輪，以及排水管係以複數被分支，以及安裝在每個分支導管之末端之噴嘴係連接至主體之外部以經此滲入，以及透過噴嘴所滲入之水使翼渦輪旋轉。

微液壓發電設備可以透過安裝翼渦輪在用於一小型汽車之一發電機上而被提供。

單元電極可以包含兩個石墨板以及插入在兩個石墨板之間之一熱塑性薄膜。

熱塑性薄膜可以由抑制針孔之形成以及抑制電解液之滲透之一材料構成，以及熱塑性薄膜的一厚度係為10-15μm。

熱塑性薄膜可以由聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、聚碳酸脂、聚偏二氯乙烯、乙縮醛、奇美(chimei)、尼龍、人造橡膠、合成橡膠、乙烯以及醋酸乙烯脂之熱塑性樹脂混合物之一種或兩種或更多混合物或化合物所製成。

如上所述，本發明之典型實施例能夠實現透過在石墨板之間插入熱塑性薄膜以及使用熱輥施加壓力至石墨板之同時，透過在上石墨板和下石墨板兩者之間附著熱塑性薄膜而實現極好的典型電化學特性和極好的經濟效率，以阻止一陰極電解液和一陽極電解液相互被混合。

依照本發明之典型實施例之用於製造一氧化還原液流電池之一電解液之設備及其製造方法，能夠有效地控制電解液之濃度以及離子之電價。

依照本發明之典型實施例之用於製造一氧化還原液流電池之一電解液之設備及其製造方法，能夠由於高密度而實現極佳的充電效率以及由於熱穩定性和化學穩定性而實現極好的經濟效率和穩定性。

本發明之典型實施例係提供用於製造一氧化還原反應之一電解液之設備以及其製造方法，其能夠循環由於使用惡化或包含雜質的電解液。

依照本發明之典型實施例之用於製造一氧化還原反應之一電解液之設備及其製造方法，能夠循環一新再生液以及由於使用而具有減少的充電效率之電解液。

依照本發明之典型實施例之具有上述配置之選擇性離子濃度計和用於測量離子濃度之方法，在沒有電化學知識的情況下，能夠有效地測量氧化還原液流電池之電解液之濃度以及離子之電價。

依照本發明之典型實施例之選擇性離子濃度計和用於測量離子濃度之方法，因為水銀不包含在測試液體中，能夠防止水污染。

依照本發明之典型實施例之用於測量離子濃度之選擇性離子濃度計和用於測量離子濃度之方法，能夠實現精准測量，並能夠被簡易使用。

依照本發明之典型實施例之自氧化還原反應系統能夠被建立以透過使用一小型自液壓發電設備和氧化還原液流電池而具有良好的效率。因此，電子設備能夠在沒有供電的情況下在安裝限製內被使用。

在下文中，本發明之典型實施例之一配置和一效果將參考附圖進行描述。

本發明之典型實施例之相同或類似部件由相同或類似部件所示出，以及其細節描述將被省略。

「第2A圖」和「第2B圖」係為依照本發明之一典型實施例之製造用於一氧化還原液流電池之一電極之一流程圖。

首先，如「第2A圖」所示，石墨板21和石墨板22係上、下被配置以被相互遠離隔開，以及一熱塑性薄膜23係插入在石墨板21和石墨板22兩者之間。

在此配置中，熱塑性薄膜23係由不滲入一電解液以及不提供有針孔之一材料構成，並使用一超薄熱索性薄膜。

例如，當熱塑性薄膜23透過加熱被軟化時，熱塑性薄膜23係可流動之一薄膜，並且當力被施加至此軟化的熱塑性薄膜23上時，熱塑性薄膜23係變形，然後固化，但是透過重新加熱被軟化能夠被重複地使用。熱塑性薄膜23之一示例可以包含乙烯-醋酸乙酸脂共聚物(EVA)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)等等，以及熱塑性薄膜23之一厚度可以在10-15μm的範圍內。

接下來，如「第2B圖」所示，石墨板21和石墨板22透過一熱輥30垂直地壓制以相互面向，進而上石墨板21和下石墨板22係附著於熱塑性薄膜23上。

在這種情況下，熱輥30之一加熱溫度係設為略低於熱塑性薄膜23之一融化溫度，熱輥30之壓力係設為大約1-3 kgf/cm2。

因此，熱塑性薄膜23被壓縮至上石墨板21和下石墨板22。

透過此方法，插入在上石墨板21和下石墨板22之間之熱塑性薄膜23被熱和壓力部份地被損壞，進而上石墨板和下石墨板係相互碳結合以相互導電。但是，其他的部份透過熱塑性薄膜23相絕緣(例如被壓縮的)以防止電解液滲入石墨板21和石墨板22中。

換言之，依照本發明之典型實施例，具有良好導電性能之上石墨板21和下石墨板22被製造以供氧化還原液流電池之電極20所用，因此獲得具有一良好的電化學特性以及經濟效率之一電極。

「第3圖」係為依照本發明之典型實施例之用於製造一氧化還原液流電池之一電解液之設備之一透視圖，以及「第4圖」係為依照本發明之典型實施例之用於製造一氧化還原液流電池之一電解液之設備之一說明圖及其一製造方法說明圖。如「第3圖」和「第4圖」所示，依照本發明之典型實施例，用於製造一氧化還原液流電池之電解液之設備包含一電解池110以及一供電單元130，其中一陰極腔111、一未稀釋液腔113、一處理液腔115以及一陽極腔117係形成於電解池110中，供電單元130係供電至一陰極131和一陽極133，其中一陰離子轉移膜121和一陽離子轉移膜123係配置在陰極腔111和未稀釋液腔113之間，陽離子轉移膜123係配置在未稀釋液腔113和處理液腔115之間，以及陰離子轉移膜121和陽離子轉移膜123係配置在處理液腔115之間和陽極腔117之間。

陰極131和陽極133係由鈦、鉑或鈦和釕之一合金所構成。一陽極電解液和陰極電解液120可以為一硫酸鈉溶液，未稀釋液140可以為一硫酸氧化釩溶液，以及處理液150可以為一硫酸溶液。

陰極腔111、陽極腔117、未稀釋液腔113以及處理液腔115中每個透過一管子50可以分別被連接至一陰極電解液和陽極電解液槽171、一未稀釋液槽173以及一處理液槽175，以及管子50之每個可以被連接至一循環泵151。每個腔和每個槽透過一管子(軟管或管子)係相互連接以具有能夠循環陰極電解液和陽極電解液、未稀釋液以及處理液之一結構。

在循環過程中所產生之離子材料之離子轉移薄膜中之一材料係透過穿過陰極腔111中之陰離子轉移膜121和陽離子轉移膜123轉移氫離子(H+)而移至未稀釋液腔113中。

換言之，當正電壓施加於陰極131，以及負電壓施加於陽極133時，電場係形成，以及離子材料透過電場移動穿過陰離子轉移膜121和陽離子轉移膜123。

具有正極性之離子材料(H+、V+等)移至被施加有負電壓之陽極133，以及具有負極性之一離子材料(OH-)移至被施加有正電壓之陽極131。

來自循環泵151之一輸出可以被調整，進而透過操作循環泵151，從每個槽引進電解池110之壓力係相同的。在用於製造一氧化還原液流電池之一電解液之設備中，循環泵151在稍微超出一臨界電流之一區域中被操作。

管子50可以更包含一控制單元，以控制從循環泵151提供至每個腔111、113和115之一流量。

控制單元包含一壓力計141和一控制閥143。同時，依照一預定資料，能夠控制控制單元或執行一自動控制之一控制器60可以被安裝。

在依次隔開陰極腔111和未稀釋液腔113兩者之間之陰離子轉移膜121和陽離子轉移膜123、未稀釋液腔113之間和處理液腔115兩者之間之陽離子轉移膜123以及處理液腔115和陽極腔117兩者之間之陰離子轉移膜121和陽離子轉移膜123後，陰極腔111和陽極腔117被充滿硫酸鈉溶液，未稀釋液腔113被充滿硫酸氧化釩溶液(VOSO4)，以及處理液腔115被充滿硫酸鹽溶液。在這種情況下，透過供電至陰極131和陽極133，離子可以移動穿過陰離子轉移膜121和陽離子轉移膜123。

流入每個腔111、113和115之一電流量可以被控制以產生一三價釩電解質或一四價釩電解質。

當硫酸氧化釩溶液(VOSO4)被用在未稀釋液中，透過來自陽極電解液和陰極電解液，氧離子(O-2)與氫離子(H+)結合，進而一些氧離子(O-2)變成水(H2O)，其他的氧離子(O-2)變成氧氣(O2)。在這種情況下，解離的釩離子(V+3或V+4)係擴散至處理液腔115中。

同時，硫酸離子(SO4-2)與從陽極電解液和陰極電解液所提供之氫離子結合以形成硫酸(H2SO4)。

電流量係為高於一臨界電流值之1.1倍至1.3倍之一恒定電流。於此，臨界電流值可以為透過在每個腔111、113和115中放置一鹽溶液以及對此施加一預定電極而在每個腔中所測量之一電流值。

換言之，透過電解未稀釋液140所產生之產品經由陰離子轉移膜121和陽離子轉移膜123被净化以及分離，進而操作點如上面所描述而被設置。

「第6圖」係為依照本發明之另一典型實施例之用於製造一電解液之一設備及其一製造方法之一說明圖。如「第3圖」或「第6圖」所示，一淨化設備可以進一步被提供以淨化由於其惡化或者包含在其中之雜質而純度較低之一原料。

淨化設備和用於製造一電解液之差別如下所示。

一副產品液腔112進一步被提供在陰極腔111和未稀釋液腔113兩者之間，以及一副產品液槽172係連接至管子50。

副產品液125之循環制程係為循環泵151在管子50中被提供，進而副產品液125從副產品液槽172移動至副產品液腔112，然後再返回副產品液槽172。

陰離子轉移膜121係配置在副產品液腔112和未稀釋液腔113兩者之間。

淨化設備主要使用未稀釋液被惡化之電解液或純度相對低之未稀釋液。

例如，當硫酸鈉溶液(Na2SO4)被使用作為陽極電解液和陰極電解液120，偏釩酸銨(NH4VO3)被使用作為未稀釋液140，以及稀釋硫酸被使用作為處理液，銨離子(NH4+)移至副產品液以形成氨水，以及釩離子移至處理液以形成硫酸釩溶液。

當硫酸氧化釩(VOSO4)溶液被使用作為未稀釋液，以及稀釋硫酸被使用作為處理液，未稀釋液之硫酸根離子移至副產品液以形成硫酸，以及釩離子移至處理液以形成硫酸釩溶液。

即使諸如有機酸等雜質被混合，淨化設備可以適當地執行高提純之淨化，以分解鹽為酸和鹼，然後再結合酸和鹼。用於控制淨化設備之一方法測量比如用於製造一電解液之設備之一臨界電流，並在一略高於臨界電流之一電流(10%-20%之增加)下被操作。

在下文中，依照本發明之典型實施例之用於製造一氧化還原液流電池之一電解液之設備及其一製造方法更多細節參考示例將被描述。

<實施例1>

1.使用鹽溶液製造氧化還原液流電池電解液之設備之控制

用於製造一氧化還原液流電池之一電解液之設備被製造以測量臨界電流。

流入設備中之電流透過放置3%的鹽溶液在每個槽171、173和175中以及對其施加電壓而被測量。

「第5圖」係為依照本發明之典型實施例之用於製造一氧化還原液流電池之一電解液之設備之一電壓/電流特性圖。如「第5圖」所示，依照用於製造一電解質設備之電壓/電流特性，一垂直軸係示出從電流中減去電壓之一數值(E/I)，以及一水準軸被標上刻度以示出電流之一倒數值(1/I)。

一恒定電壓以及一恒流電壓被使用作為一電源，其可以被控制以具有距離峰值輸出30(V)之大約0.1V之公差，以及可以足夠使用3A之一最大值之輸出電流。

在鹽溶液中，負差分電阻在一電流軸之大約1.3處係產生，其示出了在一鈉離子數量沒有從薄膜擴散到達接近外部之離子數量的情況下，鹽溶液被提供的電流所電解。在此示例中，既然產生負差分電阻之一點係為1.1至1.3，則臨界電流變成它的一倒數(1/1.3至1/1.1)，即為0.77(A)至0.91(A)。

在這種情況下，負差分電阻意味著當提供至負載之電壓被改變時電壓/電流特性之斜率變為負的，以及當電流被減小時電壓降被增加。負微分電阻也被稱為負特性。

2.用於製造氧化還原液流電池電解液之設備之性能測試

接下來，在用於製造氧化還原液流電池之一電解液之設備被實際使用的情況下，臨界電流被測量。

透過丟棄每個槽中之鹽溶液，設備之內部使用純水被充分地清洗，然後10%的硫酸鈉被注入至陽極電解液槽和陰極電解液槽171中，10%的硫酸氧化釩溶液被注入至未稀釋液槽173中，以及10%的硫酸鹽溶液被注入至處理液槽175中。

每種液體120、140和150透過操作循環泵151被注入至電解槽中，但是在這種情況下，循環泵151之輸出被控制以使得在每個槽中之注射壓力係相同。進一步地，循環泵之輸出透過控制閥143被控制以使得從電解槽所注入液體之流量係相同。在設備中，注射壓力被設定為0.02(MPa)，以及流量被設定為2.5(L/min)。

如「第5圖」所示，由於實際使用之同時溶液之高電池導電性和液體之循環，臨界電流變得較低，進而1/I變為大約0.67(A)。

電流之數值在負電阻區域中被不規則地示出，其係源於液體之一循環量之波動。

當在電解槽中所產生的氣體之氧氣和氫氣被排放至槽之外部，流量係改變，因此在薄膜處之離子之擴散量係改變。因此，線性度較好，電流之可調範圍較寬廣。

在一普通電滲析中，用於製造一氧化還原液流電池之一電解液之設備以臨界電流或者更低電流被使用，但是在本發明之電滲析中，用於製造一氧化還原液流電池之一電解液之設備使用稍微超過臨界電流之一數值(通常20-25%之增加)作為傳導電流。在用於製造一氧化還原液流電池之一電解液之設備中，在產生四價釩離子的情況下，臨界電流變為被增至20%之0.8(A)，以及在產生三價釩離子的情況下，臨界電流變為被增至30%之0.87(A)。

在臨界電流為0.67(A)的情況下，電源電壓為14.74(V)，以及在臨界電流為0.8(A)的情況下，被增至20%之電源電壓為19.2(V)，以及在臨界電流為0.87(A)的情況下，被增至30%之電源電壓為21.75(V)。

即使處理量取決於未稀釋液之濃度、循環量、傳導電流等被改變，當濃度為10%，循環量為2.5 L/min，供給電壓為19.2(V)，以及電解電流為0.8(A)時，處理性能通常顯示2.5 L/h。

3.結論

像上面所提及之實驗，依照本發明之用於製造一氧化還原液流電池之一電解液之設備係為分離和淨化透過電解原材料所產生之產品之電滲析設備，但是透過在稍微超過薄膜之臨界電流之電流區域中執行電解，能夠控制被分離和淨化之材料(過度金屬元素或者諸如此類)之化合價。因此，用於製造一氧化還原液流電池之一電解液之設備擔當一協調轉換設備。既然氧化還原液流電池使用四價釩溶液作為陰極電解液以及三價釩溶液作為陽極電解液，能夠控制化合價之設備在上面所提及的運行中係有利的。

<實施例2>

未稀釋液140使用雙倍轉移具有20μm之一筒式過濾器中之使用的電解液之一材料，並控制釩的含量至10%。副產品液槽172被注入純水，處理液槽175被注入10%的硫酸，以及10%的硫酸鈉溶液被用為電解液。

「第7圖」係為依照本發明之典型實施例之用於製造一氧化還原液流電池之一電解液之設備之一淨化設備之電壓/電流特性以及其製造方法之一圖。

在上面所提及的條件下，臨界電流為0.72(A)。隨著最初傳導電流相比臨界電流被增大5%(一點連線)、增大10%(虛線)、增大15%(實線)、以及增大20%(虛線)，實驗被執行四次以透過執行電解180分鐘來測量每十分鐘之電壓電流。進一步地，處理液之釩的含量透過比色法每30分鐘被測量。

因此，在處理液中釩的濃度在電解中進行150分鐘達到8.8%，以及在電解中進行180分鐘達到9.2%。

當將處理液中釩的濃度與電壓/電流特性相比，能夠瞭解到釩離子之移動量係顯著性地減少大約一部份(150分鐘)，當在電流中之變化向下停止時，並幾乎維持平衡態180分鐘。

「第8A圖」和「第8B圖」係為依照本發明之一典型實施例之用於測量離子濃度之一選擇性離子濃度計和用於測量離子濃度之一方法之一說明圖。如「第8A圖」和「第8B圖」所示，選擇性離子濃度計包含：包含測量之一電位控制器212及測量一比較電極252和一參考電極254兩者之間之一電位差之一第一電壓計214之一第一測量模組210；包含一負載電阻232及測量一交互電極256和參考電極254兩者之間之一電位差之一第二電壓計234之一第二測量模組230；排列有比較電極252、參考電極254、交互電極256，並具有填充在其中之一陽極電解液和陰極電解液258以及具有選擇地轉移包含形成在它的一底面上之一測量目標樣品270中之一測量目標離子之一離子選擇性轉移膜259之一電極單元250；以及使用透過第一電壓計214和第二電壓計234所測量之一電位差運算測量目標離子之濃度之一控制器。

測量目標樣品270係為釩鹽溶液，以及測量目標離子係為釩離子。

比較電極252和參考電極254可以由具有良好導電性並同時電化學穩定之金或鉑製成，以及交互電極256可以由銀或鉛製成，其作為經受由於離子引起之氧化和減少之一電極。

陽極電解液和陰極電解液258可以為5-15%的醋酸或硫酸。

離子選擇性轉移膜259可以由物理或化學穩定的聚四氟乙烯(PTFE)之一聚四氟乙烯薄膜或一聚氯乙烯(PVC)構成。

控制器包含透過比較使用一標準樣品所測量的電位差和使用釩鹽溶液所測量的電位差運算釩離子濃度之一運算器單元，以及包含顯示離子的運算濃度之一顯示單元。標準樣品可以從一氯化鐵(I)溶液、一氯化鐵(II)溶液、一氯化鉻(III)溶液以及一硫酸釩(vanady sulfate)溶液中之任何一個中選擇。

運算器單元可以包含儲存諸如測量電位(顯示在第一電壓計或第二電壓計上之電壓)值、表達式或諸如此類之現存資料之一儲存器單元，以及包含使用測量的資料運算測量目標離子之濃度之一操作單元。

為了獲得最後的離子濃度，透過輸入其離子濃度預先知道之配置的標準樣品之資料並使用獲得離子濃度和電勢控制器之電位兩者之間之關係表達式，並且使用此關係表達式運算出並顯示包含在測量目標樣品中之測量目標離子之濃度。

使用預先知道的標準樣品測量樣品之測量目標離子的濃度之測量選擇性離子濃度之方法包含：依次分別接觸一參考液、一標準樣品以及測量目標樣品270至選擇性離子濃度計之電極單元250；控制電位控制器212，進而由於與參考液、標準樣品和測量目標樣品270相接觸，顯示在第一電壓計214和第二電壓計234上之每個電壓變為零；透過不施加電流至負載電阻232測量離子電位；以及使用電位之控制中和離子電位之測量中之資料，操作離子濃度和電位控制器之電位兩者之間之關係。

「第10圖」係為依照本發明之一典型實施例之選擇性離子濃度計之一等效電路之一電路圖以及用於測量離子濃度之方法。如「第10圖」所示，選擇性離子濃度計32測量比較電極252和交互電極256兩者之間之電位差。

係為透過離子選擇性轉移膜259所產生的交互電極256之電位之氧化電位之反向電壓被施加至比較電極252，進而作為降低選擇性離子濃度計所產生的離子之結果，電位控制器之電位係等於測試液體之離子電位。

換言之，當電流沒有流入負載電阻232時，從電位控制器212之輸出電壓等於離子電位，進而當依照標準試劑每個電位被測量時，測試液體之離子電位能夠被瞭解。

在下文中，依照本發明之典型實施例之選擇性離子濃度計以及用於測量離子濃度之方法更多細節參考示例將被描述。

<實施例1>

首先，透過商業試劑之選擇性離子濃度計之一校準(電位控制)方法將被描述。

(1)當選擇性離子濃度計在空氣中時，在選擇性離子濃度計內交互電極256係負極(-)，參考電極254係正極(+)。因此，電壓計之尖端係偏向正極(+)。

(2)既然在比較電極252之表面沒有被污染的情況下與樣品270沒有電位差，則選擇性離子濃度計透過滲入係為參考液之10%的稀釋硫酸而經受零點調整。換言之，電壓計之尖端被控制以指向零點。在這種情況下，係為電位控制器之電位之大約200mV變為零電位。

(3)在選擇性離子濃度計從參考液中抽出後，然後清潔，然後水分被移走，選擇性離子濃度計被充滿10%的氯化鐵(I)。在這種情況下，電壓計在負側邊被搖動以執行電位控制，進而電壓計之振動變為零。在這種情況下，為電位控制器之電位之400mV係為鐵離子電位(VFe⁺)。

(4)在上面所提及的方式中，透過滲透10%的氯化鐵(II)溶液，電壓計被控制為零。在這種情況下，為電位控制器之電位之大約600mV變為二價鐵離子電位(VFe²⁺)。

(5)在上面所提及的方式中，當滲入10%的軟化三價鉻時，為電位控制器之電位之大約1100mV變為三價鉻離子電位(VCr³⁺)。

(6)在上面所提及的方式中，執行一制程，以使得當滲入10%的硫酸釩溶液時，為電位控制器之電位之大約1200mV變為四價釩離子電位(VV⁴⁺)。

在依照每個樣品透過上述所提及之制程獲得電位控制器之電位後，離子電位係獲得。

當電流沒有流入負載電阻電阻時，離子電位等於電壓控制器之輸出電壓之離子電位，其能夠透過測量標準樣品之電位被瞭解。

「第9圖」係為依照本發明之典型實施例之一選擇性離子濃度計中離子濃度和電位調節電壓兩者之間之一關係圖以及用於測量離子濃度之方法。如「第9圖」所示，當每個參考電位變為零時，在離子濃度和電位控制器之電位兩者之間之關係建立近於線性變化關係，因此獲得測量目標離子之濃度。

「第11圖」係為依照本發明之一典型實施例之一自氧化還原液流電池系統之一示意圖。依照本發明之典型實施例之一自氧化還原液流電池系統301可以包含：一液壓發電設備310、一氧化還原液流電池301以及一反相器330。在氧化還原液流電池320中所充電之能量透過反相器330被轉換並施加於電子設備。

如「第12圖」所示，液壓發電設備310可以被配置一主體311和設置在主體311之上部分之一直流(DC)發電機314。主體311之內部被提供有一翼渦輪412，以及主體311之外部係連接有水被引入之一導管312以及水被排放之一排水管313。在此配置中，液壓發電設備310使用用於一小型汽車之一發電機作為直流發電機314，並且可以透過安裝翼渦輪412於一小型汽車之發電機之旋轉軸上而被製造。

如上所述，依照本發明之典型實施例之液壓發電設備310由於專用的發電機需不需要被單獨製造而具有製造成本和環境方面之優勢。

導管312係分支路進入幾個部份中，並與安裝在主體311之一噴嘴(未示出)連接。透過分支管422和424分支路進入幾個部份所引入之水透過噴嘴426和428被噴灑在翼渦輪412上以旋轉翼渦輪412。翼渦輪412係結合於直流電發電機314之一轉子(未示出)以傳遞一旋轉力至直流電發電機314。

在本發明之典型實施例中，噴嘴326和328之數量可以被提供有4個。噴嘴326和328之數量可以依照導管312和主體311之結構而被不同地提供。

排水管313執行透過導管312所引入的水之排放之一功能，以及排水管313之尺寸可以鑒於透過被翼渦輪412衝擊而在主體311中所累積之水量而決定。透過主體311中所累積之水量，這並不是為了阻礙翼渦輪412之旋轉。

一氧化還原液流電池320係配置以包含：一第一電解槽322、一第二電解槽324、一第一泵326、一第二泵328以及一多層電極329。

第一電解槽322和第二電解槽324儲存具有不同氧化態之活性材料。第一泵326和第二泵328係分別連接於第一電解槽322和第二電解槽324以在充電和放電之同時執行循環活性材料之功能。多層電極329係連接於複數個單元電極391，以及每個單元電極391係配置以包含透過離子交換膜(隔膜)所隔開之陰極電極和陽極電極。

在此配置中，離子交換膜(隔膜)係配置在陰極電極和陽極電極之間以在充電和放電之同時隔開經受氧化還原反應之離子。既然這樣，活性材料係透過在一強酸水溶液中溶解諸如釩(V)、鐵(Fe)、鉻(Cr)、銅(Cu)、鈦(Ti)、錳(Mn)、錫(Sn)等過度金屬所產生之一電解液。

電解液不被儲存在多層電極329中，而以一液態被儲存在第一電解槽322和第二電解槽324中，並在充電和放電時，透過第一泵326和第二泵328被提供至多層電極239中。

依照本發明之典型實施例配置多層電極329之單元電極391係為一惰性電極。在沒有一化學反應的情況下電極本身在電極之表面和電解液之間反應，因此它的壽命係長於依照習知技術之二次電池。

依照本發明之典型實施例之氧化還原液流電池10可以自由地設計輸出和容量，因為決定輸出之多層電極239與儲存有決定充電容量之電解質之第一電解槽322和第二電解槽324被相互隔開，並由於安裝空間方面之較小限制而可以輕易地被儲存。

在下文中，依照本發明之典型實施例之配置多層電極329之單元電極391更多細節將參考「第13圖」被描述。如「第13圖」所示，單元電極391可以包含二個石墨板392以及插入在兩個石墨板392之間之一熱塑性薄膜394。

熱塑性薄膜394係由不會滲入一電解液中以及不提供針孔之一材料製成，並位於一超薄薄膜中。例如，當熱塑性薄膜394透過加熱被軟化時，熱塑性薄膜394係可流動之一薄膜，並且當力被施加於軟化的熱塑性薄膜394時，熱塑性薄膜394係變形，並且然後固化，但是透過重新加熱被軟化能夠被重複地使用。熱塑性薄膜394可以由聚苯乙烯、聚乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、聚碳酸脂、聚偏二氯乙烯(PVDC)、乙縮醛、奇美(chimei)、尼龍、聚丙烯、乙烯以及醋酸乙烯脂之一熱塑性樹脂共聚物或它們的一商業混合物或諸如此類構成。進一步地，熱塑性薄膜394可以由人造橡膠、合成橡膠或一橡膠混合物以及熱塑性樹脂或一複合物或諸如此類構成。

熱塑性薄膜394之厚度可以被提供在10-15μm的範圍內。厚度可以依照多層電極329之使用而改變。

插入在石墨板392兩者之間之熱塑性薄膜394透過碳鍵和係相互導電的，以及其他部份透過熱塑性薄膜394係絕緣的。透過這種方式，電解液被阻止滲入石墨板392兩者中。

如上所述，依照本發明之典型實施例之多層電極329使用具有良好導電性之同時與電解液具有較好反應之石墨板392，進而多層電極329可以具有電化學優越性能。

儘管本發明之典型實施例已經得以闡述和描述，本發明不局限於上述提及之實施例，在不脫離本發明所附之申請專利範圍所揭示之本發明之精神和範圍的情況下，實施例之各種更動，均能夠被本領域技術人員所獲知。這些更改實施例更不能脫離技術精神或技術前景而被瞭解。

10．．．氧化還原液流電池

11a．．．電解液槽

11b．．．電解液槽

12a．．．泵

12b．．．泵

13．．．離子交換膜

14a．．．電極/陰極

14b．．．電極/陽極

20．．．電極

21．．．上石墨板

22．．．下石墨板

23．．．熱塑性薄膜

30．．．熱輥

32．．．選擇性離子濃度計

50．．．管子

110．．．電解池

111．．．陰極腔

112．．．副產品液腔

113．．．未稀釋液腔

115．．．處理液腔

117．．．陽極腔

120．．．陽極電解液和陰極電解液

121．．．陰離子轉移膜

123．．．陽離子轉移膜

125．．．副產品液

130．．．供電單元

131．．．陰極

133．．．陽極

140．．．未稀釋液

141．．．壓力計

143．．．控制閥

150．．．處理液

151．．．循環泵

171．．．陽極電解液槽和陰極電解液槽

173．．．未稀釋液槽

175．．．處理液槽

210．．．第一測量模組

212．．．電位控制器

214．．．第一電壓計

230．．．第二測量模組

232．．．負載電阻

234．．．第二電壓計

250．．．電極單元

252．．．比較電極

254．．．參考電極

256．．．交互電極

258．．．陽極電解液和陰極電解液

259．．．離子選擇性轉移膜

270．．．測量目標樣品

301．．．氧化還原液流電池

310．．．液壓發電設備

311．．．主體

312．．．導管

412．．．翼渦輪

313．．．排水管

314．．．直流發電機

320．．．氧化還原液流電池

422．．．分支管

322．．．第一電解槽

424．．．分支管

324．．．第二電解槽

326．．．噴嘴

328．．．噴嘴

329．．．多層電極

330．．．反相器

391．．．單元電極

392．．．石墨板

394．．．熱塑性薄膜

426．．．噴嘴

428．．．噴嘴

第1圖係顯示鑒於一普通氧化還原液流電池之一基本結構；

第2A圖和第2B圖係為依照本發明之一典型實施例之製造用於一氧化還原液流電池之一電極之一流程圖；

第3圖係為依照本發明之典型實施例之用於製造一氧化還原液流電池之一電解液之設備之一透視圖；

第4圖係為依照本發明之典型實施例之用於製造一氧化還原液流電池之一電解液之設備之一說明圖及其一製造方法說明圖；

第5圖係為依照本發明之典型實施例之用於製造一氧化還原液流電池之一電解液之設備之一電壓/電流特性圖；

第6圖係為依照本發明之另一典型實施例之用於製造一氧化還原液流電池之一電解液之一設備以及一製造方法之一說明圖；

第7圖係為依照本發明之典型實施例之用於製造一氧化還原液流電池之一電解液之設備之一淨化設備之電壓/電流特性以及其製造方法之一圖；

第8A圖和第8B圖係為依照本發明之一典型實施例之用於測量離子濃度之一選擇性離子濃度計和用於測量離子濃度之一方法之一說明圖；

第9圖係為依照本發明之典型實施例之一選擇性離子濃度計中離子濃度和電位調節電壓兩者之間之一關係圖以及用於測量離子濃度之方法；

第10圖係為依照本發明之一典型實施例之選擇性離子濃度計之一等效電路之一電路圖以及用於測量離子濃度之方法；

第11圖係為依照本發明之一典型實施例之一自氧化還原液流電池系統之一示意圖；

第12圖係為依照本發明之一典型實施例之用於解釋一發電原理之一液壓發電設備之一示意圖；以及

第13圖係為依照本發明之一典型實施例之包含在多層電極中之一單元電極之一結構圖。

20．．．電極

21．．．上石墨板

22．．．下石墨板

23．．．熱輥

Claims (27)

1. 一種用於製造一氧化還原液流電池之一電極之方法，包含：上、下設置一上石墨板和一下石墨板以相互遠離隔開，並在該上石墨板和該下石墨板之間插入一熱塑性薄膜23；以及透過透過使用一熱輥加壓該上石墨板和該下石墨板所產生之熱和壓力，附著該上石墨板和該下石墨板至該熱塑性薄膜。
2. 如請求項第1項所述用於製造一氧化還原液流電池之一電極之方法，其中該熱塑性薄膜係為乙烯-醋酸乙酸脂共聚物(EVA)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)中任何一種，以及它的一厚度係為10-15μm。
3. 如請求項第1項所述用於製造一氧化還原液流電池之一電極之方法，其中該熱輥之一加熱溫度係低於該熱塑性薄膜之一融化溫度，以及該熱輥之一壓力係為1-3 kgf/cm²。
4. 一種包含依照請求項第1項至第3項之任一項所述用於製造一氧化還原液流電池之一電極之方法製造之一電極之氧化還原液流電池。
5. 一種用於製造一氧化還原液流電池之一電解液之設備，包含：一電解池，其中形成有一陰極腔、一未稀釋液腔、一處理液腔以及一陽極腔；以及一供電單元，供電至一陰極和一陽極，其中，一陰離子轉移膜和一陽離子轉移膜係配置在該陰極腔和該未稀釋液腔之間，該陽離子轉移膜係配置在該未稀釋液腔和該處理液腔之間，以及該陰離子轉移膜和該陽離子轉移膜係設置在該處理液腔和該陽極腔之間。
6. 如請求項第5項所述用於製造一氧化還原液流電池之一電解液之設備，更包含淨化惡化的或包含雜質之一電解液之一淨化設備。
7. 如請求項第5項所述用於製造一氧化還原液流電池之一電解液之設備，其中該陰極和該陽極係由鈦、鉑、或鈦和釕之一合金所製成，一陽極電解液和陰極電解液係為一硫酸鈉溶液，該未稀釋液係為一硫酸氧化釩溶液，以及該處理液係為一硫酸鹽溶液。
8. 如請求項第5項所述用於製造一氧化還原液流電池之一電解液之設備，其中該陰極腔、該陽極腔、該未稀釋液腔以及該處理液腔之每個係分別透過一管子連接至一陽極電解液和陰極電解液槽、一未稀釋液槽以及一處理液槽，該管子之每個係連接至一循環泵。
9. 如請求項第8項所述用於製造一氧化還原液流電池之一電解液之設備，其中該管子係更提供有一控制單元以控制從該循環泵提供至每個腔之一流量。
10. 如請求項第9項所述用於製造一氧化還原液流電池之一電解液之設備，其中該控制單元包含一壓力計和一控制閥。
11. 一種用於製造一電解液之方法，其中將在一陰極腔和一未稀釋液腔兩者之間之一陰離子轉移膜和一陽離子轉移膜、在該未稀釋液腔和該處理液腔之間之該陽離子轉移膜、在該未稀釋液腔和該處理液腔兩者之間該陽離子轉移膜、以及在該處理液腔和該陽極腔兩者之間之該陰離子轉移膜和該陽離子轉移膜隔開後，以及該陰極腔和該陽極腔被一硫酸鈉溶液所充滿，該未稀釋液腔被一硫酸氧化釩溶液所充滿，以及一處理液腔被該硫酸鹽溶液所充滿，以及透過供電至該陰極和該陽極離子移動穿過該陰離子轉移膜和該陽離子轉移膜。
12. 如請求項第11項所述用於製造一電解液之方法，其中流入每個腔之一電流量被控制以產生三價釩電解液或四價釩電解液。
13. 如請求項第12項所述用於製造一電解液之方法，其中該電流量使用高於一臨界電流值之1.1至1.3倍之電流，以及該臨界電流值係0.77(A)至0.91(A)之一電流。
14. 一種選擇性離子濃度計，包含：一第一測量模組，包含一電位控制器及測量一比較電極和一參考電極之間之一電位差之一第一電壓計；一第二測量模組，包含一負載電阻及測量一交互電極和該參考電極之間之一電位差之一第二電壓計；一電極單元，係排列有該比較電極、該參考電極以及該交互電極並具有填充在其中之一陽極電解液和陰極電解液，以及具有一離子選擇性轉移膜，該離子選擇性轉移膜係選擇性地轉移包含於形成在它的一底部表面之一測量目標樣品中之一測量目標離子；以及一控制器，使用在該第一電壓計和該第二電壓計中所測量之一電位差運算該測量目標離子之濃度。
15. 如請求項第14項所述之選擇性離子濃度計，其中該測量目標樣品係為一釩鹽溶液，以及該測量目標離子係為釩離子。
16. 如請求項第14項所述之選擇性離子濃度計，其中該比較電極和該參考電極係由金或鉑所製成，以及該交互電極係由銀或鉛所製成。
17. 如請求項第14項所述之選擇性離子濃度計，其中該陽極電解液和陰極電解液係為5-15%之醋酸或硫酸。
18. 如請求項第14項所述之選擇性離子濃度計，其中該離子選擇性轉移膜係由聚四氟乙烯或聚氯乙烯所構成。
19. 如請求項第14項所述之選擇性離子濃度計，其中該控制器包含：透過比較使用一標準樣品所測量的該電位差與使用該釩鹽溶液所測量的該電位差運算該釩離子之濃度之一運算器單元和顯示運算的該釩離子之濃度之一顯示單元，以及該標準樣品係選自一氯化鐵(I)溶液、一氯化鐵(II)溶液、一鉻(III)氯化物溶液以及一硫酸釩(vanady sulfate)溶液中之至少任何一個。
20. 一種使用離子濃度已知之一標準樣品測量一樣品之測量目標離子的濃度之離子濃度測量方法，包含：依次分別接觸一參考液、一標準樣品以及一測量樣品至一選擇性離子濃度計之一電極單元；控制一電位控制器，進而顯示在濃度計上之各個電壓由於與該參考液、該標準樣品以及該測量樣品之接觸而變為零；透過不提供電流至負載電阻來測量離子電位；以及使用該電位之控制和該離子電位之測量中之資料，運算離子濃度和該電位控制器之電位之間之一關係。
21. 一種自氧化還原液流電池系統，包含：一微液壓發電設備，包含透過一導管所引入之水所旋轉之一翼渦輪，以及透過該翼渦輪之旋轉產生直流電流之一直流發電機；以及一氧化還原液流電池，包含其中複數個單元電極係為多層之一多層電極、每個以不同氧化態儲存一活性材料之一第一電解槽和一第二電解槽以及每個連接至該第一電解槽和該第二電解槽以透過該多層電極循環儲存在該些槽中之該活性材料之一第一泵和一第二泵進而透過該液壓發電設備執行充電和放電。
22. 如請求項第21項所述之自氧化還原液流電池系統，其中該微液壓發電設備包含一主體和結合於該主體之上部之一直流發電機。
23. 如請求項第22項所述之自氧化還原液流電池系統，其中該微液壓發電設備之該主體之外部之一部份係連接於水被引入之一導管，以及該微液壓發電設備之該主體之外部之其他部份係連接於水被排放之一排水管，以及該主體之內部係提供有一翼渦輪，以及該排水管係以複數被分支，以及安裝在每個分支導管之末端之噴嘴係連接至該主體之外部以經此滲入，以及透過該噴嘴所滲入之水使該翼渦輪旋轉。
24. 如請求項第21項所述之自氧化還原液流電池系統，其中該微液壓發電設備透過安裝該翼渦輪在用於一小型汽車之一發電機上而被提供。
25. 如請求項第21項所述之自氧化還原液流電池系統，其中該單元電極包含兩個石墨板以及插入在該兩個石墨板之間之一熱塑性薄膜。
26. 如請求項第25項所述之自氧化還原液流電池系統，其中該熱塑性薄膜係由抑制針孔之形成以及抑制該電解液之滲透之一材料構成，以及該熱塑性薄膜的一厚度係為10-15μm。
27. 如請求項第25項所述之自氧化還原液流電池系統，其中該熱塑性薄膜係由聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、聚碳酸脂、聚偏二氯乙烯、乙縮醛、奇美(chimei)、尼龍、人造橡膠、合成橡膠、乙烯以及醋酸乙烯脂之熱塑性樹脂混合物之一種或兩種或更多混合物或化合物所製成。