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1. WO2020108788 - REDOX-FLOW-BATTERIE ZUR SPEICHERUNG VON ELEKTRISCHER ENERGIE IN ERDSPEICHERN UND DEREN VERWENDUNG

Veröffentlichungsnummer WO/2020/108788
Veröffentlichungsdatum 04.06.2020
Internationales Aktenzeichen PCT/EP2019/000324
Internationales Anmeldedatum 27.11.2019
IPC
H01M 4/38 2006.01
HElektrotechnik
01Grundlegende elektrische Bauteile
MVerfahren oder Mittel, z.B. Batterien, für die direkte Umwandlung von chemischer in elektrische Energie
4Elektroden
02Elektroden, die aus einem aktiven Material bestehen oder ein solches enthalten
36Wahl von Stoffen als aktive Materialien, aktive Massen, aktive Flüssigkeiten
38von Elementen oder Legierungen
H01M 4/42 2006.01
HElektrotechnik
01Grundlegende elektrische Bauteile
MVerfahren oder Mittel, z.B. Batterien, für die direkte Umwandlung von chemischer in elektrische Energie
4Elektroden
02Elektroden, die aus einem aktiven Material bestehen oder ein solches enthalten
36Wahl von Stoffen als aktive Materialien, aktive Massen, aktive Flüssigkeiten
38von Elementen oder Legierungen
42Legierungen auf der Basis von Zink
H01M 4/60 2006.01
HElektrotechnik
01Grundlegende elektrische Bauteile
MVerfahren oder Mittel, z.B. Batterien, für die direkte Umwandlung von chemischer in elektrische Energie
4Elektroden
02Elektroden, die aus einem aktiven Material bestehen oder ein solches enthalten
36Wahl von Stoffen als aktive Materialien, aktive Massen, aktive Flüssigkeiten
60von organischen Verbindungen
H01M 8/18 2006.01
HElektrotechnik
01Grundlegende elektrische Bauteile
MVerfahren oder Mittel, z.B. Batterien, für die direkte Umwandlung von chemischer in elektrische Energie
8Brennstoffelemente; Herstellung derselben
18Regenerierbare Brennstoffelemente, z.B. Redox-Flow Batterien oder Sekundär-Brennstoffzellen
CPC
H01M 4/38
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
4Electrodes
02Electrodes composed of or comprising active material
36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
38of elements or alloys
H01M 4/42
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
4Electrodes
02Electrodes composed of or comprising active material
36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
38of elements or alloys
42Alloys based on zinc
H01M 4/60
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
4Electrodes
02Electrodes composed of or comprising active material
36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
60of organic compounds
H01M 8/18
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
8Fuel cells; Manufacture thereof
18Regenerative fuel cells, e.g. redox flow batteries or secondary fuel cells
H01M 8/188
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
8Fuel cells; Manufacture thereof
18Regenerative fuel cells, e.g. redox flow batteries or secondary fuel cells
184Regeneration by electrochemical means
188by recharging of redox couples containing fluids; Redox flow type batteries
Anmelder
  • FRIEDRICH-SCHILLER-UNIVERSITÄT JENA [DE]/[DE]
Erfinder
  • SCHUBERT, Ulrich Sigmar
  • HAGER, Martin
Vertreter
  • ACKERMANN, Joachim
Prioritätsdaten
10 2018 009 363.929.11.2018DE
Veröffentlichungssprache Deutsch (DE)
Anmeldesprache Deutsch (DE)
Designierte Staaten
Titel
(DE) REDOX-FLOW-BATTERIE ZUR SPEICHERUNG VON ELEKTRISCHER ENERGIE IN ERDSPEICHERN UND DEREN VERWENDUNG
(EN) REDOX FLOW BATTERY FOR STORING ELECTRICAL ENERGY IN UNDERGROUND STORAGE MEANS, AND USE THEREOF
(FR) BATTERIE REDOX POUR LE STOCKAGE D'ÉNERGIE ÉLECTRIQUE DANS DES RÉSERVOIRS SOUTERRAINS ET LEUR UTILISATION
Zusammenfassung
(DE)
Beschrieben wird eine Redox-Flow-Batterie zur Speicherung elektrischer Energie enthaltend eine Reaktionszelle mit zwei Elektrodenkammern für Katholyt und Anolyt die jeweils mit mindestens einem Flüssigkeitsspeicher in Verbindung stehen, wobei die Elektrodenkammern durch eine Membran getrennt sind, mit Elektroden ausgerüstet sind, und jeweils mit Elektrolytlösungen gefüllt sind, die redoxaktive Komponenten gelöst oder dispergiert in einem wässrigen Elektrolytlösungsmittel enthalten, sowie darin gelöste Leitsalze und eventuell weitere Additive. Eine zweite Ausführungsform betrifft eine Redox-Flow-Batterie zur Speicherung elektrischer Energie enthaltend eine Reaktionszelle mit einer Elektrodenkammer für eine Elektrolytlösung, die mit mindestens einem Flüssigkeitsspeicher in Verbindung steht, wobei die Elektrodenkammer mit einer Kathode und einer Anode ausgerüstet ist, und mit Elektrolytlösung gefüllt ist, die redoxaktive Komponenten gelöst oder dispergiert in einem wässrigen Elektrolytlösungsmittel enthält, sowie darin gelöste Leitsalze und eventuell weitere Additive. Die Redox-Flow-Zellen sind dadurch gekennzeichnet, dass • der mindestens eine Flüssigkeitsspeicher ein Erdspeicher ist, in dem Temperaturen von mindestens 30 °C herrschen, dass • die Konzentration der in den Elektrolytlösungen gelösten Salze mindestens 10 Gew. % beträgt, und dass • dass der Katholyt bzw. die Elektrolytlösung ausgewählte redoxaktive und temperaturstabile Komponenten enthalten. Bei der ersten Ausführungsform enthält der Anolyt eine wasserlösliche redoxaktive Komponente und bei der zweiten Ausführungsform enthalten der Anolyt bzw. die Elektrolytlösung ein Zinksalz.
(EN)
The present invention relates to a redox flow battery for storing electrical energy containing a reaction cell having two electrode chambers for catholyte and anolyte, each of which is connected to at least one liquid storage means, which electrode chambers are separated by a membrane, are provided with electrodes, and are each filled with electrolyte solutions containing redox-active components dissolved or dispersed in an aqueous electrolyte solvent, as well as containing conducting salts dissolved therein, and potentially further additives. A second embodiment relates to a redox-flow battery for storing electrical energy, containing a reaction cell having an electrode chamber for an electrolyte solution which is connected to at least one liquid storage means, the electrode chamber being equipped with a cathode and an anode and being filled with electrolyte solution containing redox-active components dissolved or dispersed in an aqueous electrolyte solvent, as well as containing conducting salts dissolved therein, and potentially further additives. The redox-flow cells are characterised in that • the at least one liquid storage means is an underground storage means, in which temperatures of at least 30°C prevail, in that • the concentration of the salts dissolved in the electrolyte solutions is at least 10 wt.%, and in that • the catholyte and the electrolyte solution contain selected redox-active and temperature-stable components. In the first embodiment, the anolyte contains a water-soluble redox-active component and in the second embodiment the anolyte and the electrolyte solution contain a zinc salt.
(FR)
L'invention concerne une batterie à flux redox destinée à stocker de l'énergie électrique et comprenant une cellule de réaction pourvue de deux chambres d'électrodes pour catholyte et anolyte, chacune étant reliée à au moins un réservoir de liquide. Les chambres à électrodes sont séparées par une membrane, sont équipées d'électrodes et sont chacune remplies de solutions électrolytiques qui contiennent des composants redox-actifs dissous ou dispersés dans un solvant électrolytique aqueux, ainsi que des sels conducteurs et éventuellement d'autres additifs dissous dans celui-ci. Un deuxième mode de réalisation concerne une batterie à flux redox destinée à stocker de l'énergie électrique et comprenant une cellule de réaction pourvue d'une chambre d'électrode solution d'électrolyte qui est reliée à au moins un réservoir de liquide. La chambre d'électrode est équipée d'une cathode et d'une anode, et est remplie d'une solution électrolytique contenant des composants redox-actifs dissous ou dispersés dans un solvant électrolytique aqueux, ainsi que des sels conducteurs et éventuellement d'autres additifs dissous à l'intérieur de celui-ci. Les cellules à flux redox sont caractérisées en ce que • l'au moins un réservoir de liquide est un réservoir souterrain dans lequel règnent des températures d'au moins 30 °C, en ce que • la concentration des sels dissous dans les solutions d'électrolyte est d'au moins 10 % en poids, et en ce que • le catholyte ou la solution électrolytique contiennent des composants redox sélectionnés actifs et stables en température. Dans le premier mode de réalisation, l'anolyte contient un composant redox actif soluble dans l'eau et dans le deuxième mode de réalisation l'anolyte ou la solution électrolytique contient un sel de zinc.
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