Úložný systém redoxnej batérie so zlepšenými bezpečnostnými prvkami

Číslo patentu: E 12515

Dátum: 18.06.2007

Autori: Lepp Gary, Hennessy Timothy David John, Brereton Clive, Genders David

Je ešte 15 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

0001 Predložený vynález sa týka úložných systémov batérií,ktorého jedným príkladom je úložný systém vanádovej redoxnejbatérie so zlepšenými bezpečnostnými prvkami.0002 Predložené uskutočnenia budú úplne zrejmé 2 nasledujúceho opisu a pripojených patentových nárokov, v spojení so sprievodnými výkresmi. Sprievodné výkresy znázorňujú iba typické uskutočnenia a neobmedzujú teda rozsah vynálezu, kde uskutočnenia sú opísané a vysvetlené so špecifickosťou a podrobnosťami s odkazom na pripojené výkresy, na ktorých0003 Obrázok 1 je bloková schéma uskutočnenia energetického úložného systému vanádovej redoxnej batérie0004 Obrázok 2 je bloková schéma uskutočnenia vanádovej redoxnej batérie s odčerpávaním záporného elektrolytu spätným potrubím0005 Obrázok 3 je bloková schéma uskutočnenia vanádovej redoxnej batérie s hlavným tokom záporného elektrolytu na extrakciu kladného plynu a0006 Obrázok 4 je bloková schéma uskutočnenia vanádovej redoxnej batérie so spätným potrubím záporného elektrolytu aPodrobný opis výhodných uskutočnení0007 Je zrejmé, že všeobecne opísané a na výkresoch vyobrazené komponenty uskutočnenia môžu byť usporiadané a skonštruované v širokej škále rôznych konfigurácii. Nasledujúci podrobnejší opisrôznych uskutočnení znázornených na výkresoch nie je tedamienený ako obmedzenie rozsahu vynálezu podľa patentových nárokov, ale je určený iba na prezentáciu rôznych uskutočnení. Hoci sú rôzne aspekty uskutočnení vyobrazené na výkresoch, nie sú tieto výkresy nutne vyhotovené V skutočnom meradle, pokiaľ to nie je výslovne uvedené.0008 Výrazy spojený s, pripojený k, a Hr komunikácii s označujú akúkoľvek formu interakcie medzi dvoma a viac subjektmi, vrátane mechanickej, elektrickej, magnetickej,elektromagnetickej, tekutinovej a termálnej interakcie. Dva komponenty môžu byť spolu spojené, aj keď nie sú vo vzájomnom priamom fyzickom kontakte. Výraz priľahlý sa vzťahuje na položky, ktoré sú v priamom vzájomnom fyzickom kontakte, aj keď nemusia byť nutne spolu spojené.0009 Nové technologické inovácie a neustále sa zvyšujúce požiadavky na spotrebu elektrickej energie predstavujú ako možné vhodné riešenia slnečné a veterné elektrárne. Energetické úložné systémy, ako sú akumulátory, sú základnou požiadavkou vzdialených napájacích systémov napájaných veternými turbínami alebo fotovoltaickými článkami. Energetické úložné systémy sú ďalej Vyžadované na vykonávanie arbitráží pri predaji a nákupe energie V mimošpičkových podmienkach.0010 Energetickým úložným systémom vanádovej redoxnej batérie,ďalej v texte VRB-ESS (Vanadium. redox battery energy storage systems) pozri obrázok 1, sa venuje pozitívna pozornosť, lebo sú lacné a majú mnoho vlastností, ktoré zaisťujú dlhú životnosť,flexibilnú konštrukciu, vysokú spoľahlivosť a nízke náklady na prevádzku a údržbu. VRB-ESS môže obsahovať články obsahujúce záporné a kladné roztoky oddelené membránou. VRB-ESS môže tiež závisieť od čerpacieho prietokového systému na prietok záporného a kladného roztoku cez články.0011 VRB-ESS môže zahrnovať ľubovoľný počet článkov v závislosti na predpokladanom množstve ukladanej elektrickej energie, a môže byť obmedzený iba geografickým umiestnením, t.j.veľkosťou úložného priestoru. VRB-BSS môže byť ale potenciálnenebezpečný, lebo VRB generuje súčasne kyslík a vodík. Nebezpečenstvo vzniká možným vznikom kyslíka V dôsledku reakcií na kladnej elektróde a možným vznikom vodíka na zápornej elektróde V dôsledku reakcií záporného elektrolytu V tesne uzavretom a aspoň sčasti zdieľanom priestore. Experimentálne merania zistili, že zloženie plynov V nezaplnenej časti nad elektrolytom sa nachádza vo vnútri výbušných limitov kyslíkovovodíkovej zmesi.0012 Ak sa zmiešajú ventilované plyny z kladných a záporných elektrolytov, dochádza počas normálnej a najmä zvýšenej prevádzky k potenciálnej tvorbe výbušnej plynovej zmesi. Je teda žiaduce odvádzať tieto plyny oddelene. Avšak z hľadiska jednoduchosti prevádzky a ekonomickosti konštrukcie je žiaduce,aby Ventilačné priestory kladných a záporných nádrží spolu komunikovali. To zjednodušuje najmä spätné vyvažovanie a minimalizuje spotrebu ktoréhokoľvek inertného plynu použitého v nezaplnenom priestore nad povrchmi kvapalín. WO 89/05363 zverejňuje energetický úložný systém redoxnej batérie podľa predvýznakových častí patentových nárokov 1 a 6.0013 S ohľadom. na uvedené konfliktné požiadavky konštrukcie VRB-ESS je žiaduce, aby konštrukcia obsahovala zlepšené bezpečnostné prvky umožňujúce miešanie obsahov kladných a záporných ventilačných priestorov, zaisťujúce zároveň bezpečnú prevádzku. Toho je možné dosiahnuť odstránením dostatočného množstva kyslíka 2 ventilovaného kladného plynu a udržovaním celého ventilovaného plynu pod nízkym, ale pozitivnym tlakom. Plynná zmes sa potom stáva bezpečnou najmä 2 dvoch dôvodov (1) je tu nedostatok kyslíka ako pohonnej látky na explóziu a (2) pozitívny tlak spôsobuje výstup vodíka do okolitého prostredia cez určitý druh tesnenia, ktoré vodík od okolitého prostredia oddeľuje. Podrobnosti najmenej troch uskutočnení používajúcich takýto ventilačný systém, uvedených iba ako príklad, budú0014 Obrázok 1 je blokovou schémou uskutočnenia energetického úložného systému vanádovej redoxnej batérie (VRB-ESS alebo systému) 100. Systém 100 zahrňuje pluralitu článkov 12, z ktorých každý má zápornú komoru 14 so zápornou elektródou 16, a kladnú komoni 18 s kladnou elektródou 20. Vhodnými elektródami je ľubovoľný počet komponentov známych zo súčasného stavu techniky a môže zahrňovať elektródy Vyrobené V súlade s US patentom č. 5 665 212. Záporná komora 14 môže obsahovať roztok 22 V elektrickej komunikácii so zápornou elektródou 16. Roztokom 22 môže byť elektrolyt obsahujúci špecifikované redoxné ióny,ktoré sú V redukovanom stave a sú pri Vybíjaní článku 12 určené na oxidáciu, alebo sú V oxidovanom stave a sú pri nabíjaní článku 12 určené na redukciu, alebo sú zmesou naposledy uvedených redukovaných iónov s iónmi určenými na redukciu. Rovnica 1.1 (Eq. 1.1) ukazuje na príklade priebeh reakcie nabíjania-vybíjania VRB-ESS 100 Vyskytujúcej sa na zápornej elektróde 16 V roztoku 220016 Kladná komora 18 obsahuje roztok 24 V elektrickej komunikácii s kladnou elektródou 20. Roztokom 24 môže byť elektrolyt obsahujúci špecifikované redoxné ióny, ktoré sú V oxidovanom stave a sú pri vybíjaní článku 12 určené na redukciu,alebo sú V redukovanom stave a sú pri nabíjaní článku 12 určené na oxidáciu, alebo sú zmesou týchto oxidovaných iónov s iónmi určenými na oxidáciu. Rovnica 1.2 (Eq. 1.2) ukazuje na príklade priebeh reakcie nabíjania-vybijania VRB-ESS 100 Vyskytujúcej sa na kladnej elektróde 20 V kladnom roztoku 24

MPK / Značky

MPK: H01M 8/18

Značky: úložný, systém, redoxnej, prvkami, zlepšenými, bezpečnostnými, baterie

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/23-e12515-ulozny-system-redoxnej-baterie-so-zlepsenymi-bezpecnostnymi-prvkami.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Úložný systém redoxnej batérie so zlepšenými bezpečnostnými prvkami</a>

Podobne patenty