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1. WO2020108786 - AQUEOUS ELECTROLYTE, REDOX FLOW BATTERY, AND USE OF SAME

Publication Number WO/2020/108786
Publication Date 04.06.2020
International Application No. PCT/EP2019/000322
International Filing Date 27.11.2019
IPC
H01M 4/38 2006.01
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 2006.01
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 2006.01
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 2006.01
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 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 8/188
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
Applicants
  • FRIEDRICH-SCHILLER-UNIVERSITÄT JENA [DE]/[DE]
Inventors
  • SCHUBERT, Ulrich Sigmar
  • HAGER, Martin
Agents
  • ACKERMANN, Joachim
Priority Data
10 2018 009 393.029.11.2018DE
Publication Language German (DE)
Filing Language German (DE)
Designated States
Title
(DE) WÄSSRIGER ELEKTROLYT, REDOX-FLOW-BATTERIE UND DEREN VERWENDUNG
(EN) AQUEOUS ELECTROLYTE, REDOX FLOW BATTERY, AND USE OF SAME
(FR) ÉLECTROLYTE AQUEUX, BATTERIE A FLUX REDOX ET LEUR UTILISATION
Abstract
(DE)
eschrieben wird eine wässrige Elektrolytlösung mit einer Temperatur von mindestens 30 °C enthaltend a) eine organische Verbindung enthaltend mindestens eine redoxaktive Gruppe der Formel (la) und Salzsäure und/oder ein Salz ausgewählt aus der Gruppe der Ammoniumsalze mit anorganischen oder organischen Anionen, der Salze mit Tetrafluoroborat-Anionen oder der Salze der Trifluormethansulfonsäure, (Formel Ia) und/oder enthaltend b) eine organische Verbindung enthaltend mindestens eine redoxaktive Gruppe der Formel (Ib) und/oder enthaltend c) eine organische Verbindung enthaltend mindestens eine redoxaktive Gruppe der Formel (Ic) worin R1, R2, R3 und R4 Alkyl bedeuten oder jeweils R1 und R2 und R3 und R4 zusammen mit dem gemeinsamen Kohlenstoffatom einen cycloaliphatischen oder heterocyclischen Rest bilden, X -O oder -S bedeutet, Y -CH2-, -O-, -S-, -SO-, -SO2-, -NR5- oder -N+R5R6- (Anm- )1/m ist, Q -O-, -S-, -NH-, -NR6a -NR6aR6b+- (Anm-)1/m, -PR6a- oder -SiR6aR6b- bedeutet, oder -Q- eine kovalente Bindung darstellt, R5, R6, R6a und R6b einbindige organische Reste sind, An ein m-wertiges anorganisches oder organisches Anion bedeutet, und m eine ganze Zahl zwischen 1 und 4 darstellt. Der Elektrolyt lässt sich in Redox-Flow-Batterien einsetzen und zeichnet sich durch eine hohe Stabilität der redoxaktiven Verbindungen bei erhöhten Temperaturen aus.
(EN)
The invention relates to an aqueous electrolyte solution having a temperature of at least 30 °C and containing a) an organic compound containing at least one redox-active group of formula (Ia) and hydrochloric acid and/or a salt selected from the group of the ammonium salts having inorganic or organic ions, the salts having tetrafluoroborate anions or the salts of trifluoromethanesulfonic acid, (formula Ia) and/or containing b) an organic compound containing at least one redox-active group of formula (Ib) and/or containing c) an organic compound containing at least one redox-active group of formula (Ic), wherein R1, R2, R3 and R4 mean alkyl or R1 and R2 and R3 and R4 each form a cycloaliphatic or heterocyclic moiety together with the common carbon atom, X means -O or -S, Y is -CH2-, -O-, -S-, -SO-, -SO2-, -NR5- or -N+R5R6- (Anm-)1/m, Q means -O-, -S-, -NH-, -NR6a -NR6aR6b +- (Anm-)1/m, -PR6a- or -SiR6aR6b-, or -Q- represents a covalent bond, R5, R6, R6a and R6b are monovalent organic moieties, An means an inorganic or organic anion having a valence of m, and m represents an integer between 1 and 4. The electrolyte can be used in redox flow batteries and is characterized by high stability of the redox-active compounds at elevated temperatures.
(FR)
L’invention concerne une solution électrolytique aqueuse ayant une température d’au moins 30 °C, contenant a) un composé organique contenant au moins un groupe à activité redox selon la formule (Ia) et de l’acide chlorhydrique et/ou un sel choisi dans le groupe composé des sels d’ammonium comprenant des anions inorganiques ou organiques, des sels comprenant des anions tétrafluoroborate ou des sels d'acide trifluorométhanesulfonique, (formule Ia) et/ou contenant b) un composé organique contenant au moins un groupe à activité redox selon la formule (Ib) et/ou contenant c) un composé organique contenant au moins un groupe à activité redox selon la formule (Ic), dans laquelle R1, R2, R3 et R4 représentent un alkyle ou respectivement R1 et R2 et R3 et R4 forment ensemble avec l’atome de carbone commun un radical cycloaliphatique ou hétérocyclique, X représente -O ou -S, Y est -CH2-, -O-, -S-, -SO-, -SO2-, -NR5- ou -N+R5R6- (Anm-)1/m, Q représente -O-, -S-, -NH-, -NR6a -NR6aR6b +- (Anm-)1/m, -PR6a- ou -SiR6aR6b-, ou -Q- représente une liaison covalente, R5, R6, R6a et R6b sont des radicaux organiques monovalents, An représente un anion inorganique ou organique de valence m, et m est un nombre entier entre 1 et 4. L'électrolyte peut être utilisé dans des batteries à flux redox et est caractérisé par une grande stabilité des composé à activité redox à des températures élevées.
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