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1. WO2019210995 - BRINE HYBRID REDOX FLOW BATTERY

Publication Number WO/2019/210995
Publication Date 07.11.2019
International Application No. PCT/EP2019/000131
International Filing Date 26.04.2019
IPC
H01M 8/18 2006.1
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
CPC
H01M 2300/0002
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
2300Electrolytes
0002Aqueous electrolytes
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
Y02E 60/50
YSECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
60Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
30Hydrogen technology
50Fuel cells
Applicants
  • FRIEDRICH-SCHILLER-UNIVERSITÄT JENA [DE]/[DE]
Inventors
  • SCHUBERT, Ulrich Sigmar
  • HAGER, Martin
Agents
  • ACKERMANN, Joachim
Priority Data
10 2018 003 493.430.04.2018DE
Publication Language German (de)
Filing Language German (DE)
Designated States
Title
(DE) SOLE-HYBRID-REDOX-FLOW-BATTERIE
(EN) BRINE HYBRID REDOX FLOW BATTERY
(FR) BATTERIE HYBRIDE REDOX-SAUMURE
Abstract
(DE) Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Hybrid-Redox-Flow-Batterie zu schaffen, welche bei Kavernenspeichern mit Sole-basiertem Elektrolyt zum einen eine Kosten- und Aufwandseinsparungen im Bereich der verwendeten Komponenten, im Besonderen im Bereich der redoxaktiven Substanzen gestattet und zusätzlich eine verbesserte Unempfindlichkeit gegenüber äußeren Einflüssen − wie beispielswiese Sauerstoff − aufweist. Die Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Redox-Flow-Batterie zur Speicherung elektrischer Energie gelöst, welche eine Reaktionszelle mit zwei Elektrodenkammern für Katholyt und Anolyt enthält, wovon mindestens eine Elektrodenkammer mit mindestens einer Kaverne in Verbindung steht, und die mit Elektroden ausgerüstet sind, wobei die Elektrodenkammern mit Sole-haltigen Elektrolytlösungen gefüllt sind, die redoxaktive Komponenten in flüssiger Form, gelöst oder dispergiert in einem wässrigen Elektrolytlösungsmittel enthalten, sowie gegebenenfalls darin gelöste Leitsalze und eventuell weitere Additive, dadurch gekennzeichnet, dass der Anolyt ein Zinksalz in Sole als redoxaktive Komponente enthält und dass der Katholyt eine Verbindung mit mindestens einem Rest der Formel (I) im Molekül als redoxaktive Komponente enthält worin die von der 4-Position in der Struktur der Formel I abgehende Wellenlinie eine kovalente Bindung darstellt, welche die Struktur der Formel (I) mit dem Rest des Moleküls verbindet, und R1, R2, R3 und R4 unabhängig voneinander Wasserstoff, Alkyl, Cycloalkyl, Aryl oder Aralkyl bedeuten.
(EN) The invention addresses the problem of providing a hybrid redox flow battery which, in the case of storage caverns having brine-based electrolyte, allows reductions in cost and complexity with respect to the components used, particularly with respect to the redox-active substances, and additionally has improved resistance to external influences such as oxygen. The problem is solved by means of a redox flow battery according to the invention for storing electrical energy, which redox flow battery contains a reaction cell having two electrode chambers for catholyte and anolyte, at least one of which electrode chambers is connected to at least one cavern and which electrode chambers are equipped with electrodes, the electrode chambers being filled with brine-containing electrolyte solutions which contain redox-active components in liquid form, dissolved or dispersed in an aqueous electrolyte solvent, and optionally conducting salts dissolved therein and possibly further additives, characterized in that the anolyte contains a zinc salt in brine as a redox-active component and in that the catholyte contains a compound having at least one group of formula (I) in the molecule as a redox-active component, wherein the wavy line extending from the 4-position in the structure of formula (I) represents a covalent bond that bonds the structure of formula (I) to the group of the molecule and R1, R2, R3 and R4 represent, independently of each other, hydrogen, alkyl, cycloalkyl, aryl or aralkyl.
(FR) La présente invention vise à fournir une batterie redox hybride, laquelle, lors d'un stockage en caverne avec un électrolyte à base de saumure permet, d'une part, de réaliser des économies des coûts et des efforts au niveau des composants utilisés, en particulier au niveau des substances à activité redox et, d'autre part, d'améliorer l'insensibilité aux influences extérieures telles que, par exemple, l'oxygène. La solution selon l'invention porte sur une batterie redox permettant d'accumuler de l'énergie électrique, qui comprend une cellule de réaction comportant deux chambres d'électrode pour un catholyte et un anolyte, au moins une chambre d'électrode étant en liaison avec au moins une caverne, qui sont pourvues d'électrodes, les chambres d'électrode étant remplies de solutions d'électrolyte contenant de la saumure, qui comprennent des composants à activité rédox sous forme liquide, dissous ou dispersés dans un solvant électrolytique aqueux, ainsi que des sels conducteurs éventuellement dissous dans ledit solvant et éventuellement d'autres additifs, caractérisée en ce que l'anolyte contient un sel de zinc dans la saumure en tant que composant à activité redox et que le catholyte contient un composé ayant au moins un reste d'une formule (I) dans la molécule en tant que composant à activité redox, dans lequel la ligne d'ondulation partant de la position 4 dans la structure de la formule (I) représente une liaison covalente, qui relie la structure de la formule (I) au reste de la molécule, et R1, R2, R3 et R4, indépendamment les uns des autres, désignant l'hydrogène, l'alkyle, le cycloalkyle, l'aryle ou l'aralkyle.
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