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KR102063431B1 - A oxidation-reduction flow battery - Google Patents

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KR102063431B1
KR102063431B1 KR1020170093866A KR20170093866A KR102063431B1 KR 102063431 B1 KR102063431 B1 KR 102063431B1 KR 1020170093866 A KR1020170093866 A KR 1020170093866A KR 20170093866 A KR20170093866 A KR 20170093866A KR 102063431 B1 KR102063431 B1 KR 102063431B1
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cathode
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박희성
김정명
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창원대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 스택부; 상기 스택부에 전해액을 공급하거나, 상기 스택부로부터 전해액을 회수하기 위한 전해액 탱크부; 상기 전해액 탱크부로부터 상기 스택부에 전해액을 공급하기 위한 전해액 공급라인; 상기 스택부로부터 배출된 전해액을 상기 전해액 탱크부로 회수하기 위한 전해액 회수라인; 상기 전해액 탱크부의 온도를 제어하기 위한 온도제어부; 및 상기 전해액 공급라인과 연결되는 농도측정부를 포함하는 산화-환원 유동전지 및 이의 제어방법에 관한 것으로, 전해액의 온도 인자 및 농도 인자를 고려하여, 최적의 방전전류를 결정하고, 또한, 이를 통하여 최적의 출력전압을 결정하여, 최적의 방전전류 값 및 최적의 출력전압에 따라 상기 산화-환원 유동 전지를 방전시킬 수 있다.The present invention stack portion; An electrolyte tank unit for supplying an electrolyte solution to the stack unit or recovering an electrolyte solution from the stack unit; An electrolyte supply line for supplying an electrolyte solution to the stack part from the electrolyte tank part; An electrolyte recovery line for recovering the electrolyte solution discharged from the stack unit to the electrolyte tank unit; A temperature control unit for controlling the temperature of the electrolyte tank unit; And a redox flow battery including a concentration measuring unit connected to the electrolyte supply line and a control method thereof, wherein the optimum discharge current is determined in consideration of the temperature factor and the concentration factor of the electrolyte solution, The redox flow battery may be discharged according to an optimum discharge current value and an optimum output voltage by determining an output voltage of the battery.

Figure 112017071256328-pat00001
Figure 112017071256328-pat00001

Description

산화-환원 유동전지 및 이의 제어방법{A oxidation-reduction flow battery}Redox flow battery and its control method {A oxidation-reduction flow battery}

본 발명은 산화-환원 유동전지 및 이의 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전해액 농도 및 온도에 따라, 최적 효율로 전지를 제어할 수 있는 산화-환원 유동전지 및 이의 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a redox flow battery and a control method thereof, and more particularly, to a redox flow battery and a control method thereof capable of controlling a battery at an optimum efficiency according to electrolyte concentration and temperature.

태양광 및 풍력과 같은 재생 에너지는 변동성이 높은 자연 에너지에 의존하기 때문에 전력의 변동성에 대응하기 어렵고, 전력 공급의 안정성을 확보하기 어렵다. 따라서 재생 에너지의 변동성을 수용하고, 원활한 전력 공급 및 발전 설비의 효율적인 활용을 위해 대용량 전력 저장 기술이 필요하다.Renewable energy, such as solar and wind power, depends on highly volatile natural energy, making it difficult to cope with power variability and making it difficult to secure stability of power supply. Therefore, a large capacity power storage technology is required to accommodate the fluctuations of renewable energy and to smoothly supply power and efficiently utilize power generation facilities.

산화-환원(레독스) 유동전지는 대용량 전력 저장을 위한 이차 전지로서, 유지 보수 비용이 낮고, 상온에서 작동하며, 용량과 출력을 독립적으로 설계할 수 있다. Oxidation-reduction (redox) flow cells are secondary batteries for high-capacity power storage, and have low maintenance costs, operate at room temperature, and can independently design capacity and output.

상기 산화-환원(레독스) 유동전지는 복수의 셀이 적층된 스택과, 양극 전해액과 음극 전해액을 저장하는 전해액 탱크와, 양극 전해액과 음극 전해액을 스택으로 공급 후 배출시키는 펌프 등의 순환 장치를 포함한다.The redox flow battery includes a stack in which a plurality of cells are stacked, an electrolyte tank for storing an anode electrolyte and a cathode electrolyte, and a circulation device such as a pump for supplying and discharging the anode electrolyte and the cathode electrolyte to the stack. Include.

양극 전해액과 음극 전해액은 스택 내부를 순환하면서 산화/환원 반응을 일으키게 된다. The positive and negative electrolytes circulate inside the stack to cause an oxidation / reduction reaction.

한편, 일반적으로, 상기 산화-환원 유동전지는 전해액의 활성화 종 농도에 따라 시스템의 효율 및 수명이 상이하다.On the other hand, in general, the redox flow battery has a different efficiency and lifespan of the system depending on the active species concentration of the electrolyte.

보다 구체적으로, 상기 산화-환원 유동전지를 적용한 에너지 저장 시스템은 일반적으로 야외에 설치되는 플랜트 설비로, 계절과 날씨에 따라 전해액 저장조의 온도 범위가 변화하게 되는데, 이러한 시스템에서의 온도 변화는 전기화학적 반응속도에 영향을 미치며, 온도 증가에 따라 반응률이 증가한다.More specifically, the energy storage system to which the redox flow battery is applied is generally a plant equipment installed outdoors, and the temperature range of the electrolyte storage tank is changed according to seasons and weather, and the temperature change in the system is electrochemically It affects the reaction rate, and the reaction rate increases with increasing temperature.

하지만, 고온의 전해액 온도에서는 전해액의 석출 현상에 따른 전해액의 농도 변화가 발생하며, 이러한 전해액의 농도의 변화는 시스템의 성능감소를 야기하게 된다.However, at a high temperature of the electrolyte, a change in concentration of the electrolyte occurs due to precipitation of the electrolyte, and the change in the concentration of the electrolyte causes a decrease in performance of the system.

따라서, 전해액의 농도를 일정하게 유지하기 위하여, 상기 산화-환원 유동전지의 온도를 일정하게 유지하는 것을 고려할 수 있으나, 계절과 날씨에 따라 전해액 저장조의 전해액의 온도를 일정하게 유지한다는 것은 매우 어려운 일이다.Therefore, in order to maintain a constant concentration of the electrolyte, it may be considered to maintain a constant temperature of the redox flow battery, it is very difficult to maintain a constant temperature of the electrolyte in the electrolyte reservoir according to the season and weather. to be.

특히, 전해액 저장조에서의 전해액의 온도를 일정하게 유지한다 하더라도, 전해액 저장조에서 배출된 전해액의 온도를 계속적으로 일정하게 유지하는 것은 매우 어려운 일이다.In particular, even if the temperature of the electrolyte in the electrolyte storage tank is kept constant, it is very difficult to keep the temperature of the electrolyte solution discharged from the electrolyte storage tank continuously constant.

즉, 전해액 저장조에서 배출된 전해액은 전해액 공급라인을 통해 스택에 공급되는데, 상기 전해액 공급라인 및 상기 스택에서의 전해액의 온도를 일정하게 유지한다는 것은 매우 어려운 일이다.That is, the electrolyte discharged from the electrolyte reservoir is supplied to the stack through the electrolyte supply line, and it is very difficult to keep the temperature of the electrolyte solution in the electrolyte supply line and the stack constant.

또한, 상술한 바와 같이, 전해액의 농도에 있어서, 상기 전해액의 농도는 고온의 전해액 온도에서는 전해액의 석출 현상에 의해서도 변화하나, 산화-환원 유동전지의 지속적인 사용에 의해서도 계속적으로 농도 변화가 발생하게 되므로, 전해액의 온도를 일정하게 유지시키는 것만으로는 전해액의 농도를 일정하게 유지시키는 것이 어려운 점이 있다.In addition, as described above, in the concentration of the electrolyte, the concentration of the electrolyte is also changed by the precipitation phenomenon of the electrolyte at a high temperature of the electrolyte, but the concentration changes continuously due to the continuous use of the redox flow battery. It is difficult to keep the concentration of the electrolyte constant only by keeping the temperature of the electrolyte constant.

이러한 상황에서, 2차 전지인 상기 산화-환원 유동전지가 일정 전류 및 일정 전압으로 방전됨에 있어서, 과도한 전류 및 과도한 전압으로 방전되는 경우, 상기 유동전지의 열화가 발생하게 되고, 열화에 의한 2차 전지의 사용이 어렵게 된다.In this situation, when the redox flow battery, which is a secondary battery, is discharged with a constant current and a constant voltage, when discharged with an excessive current and an excessive voltage, deterioration of the flow battery occurs, and secondary by deterioration. The battery becomes difficult to use.

따라서, 본 발명에서는, 전해액의 온도 및 농도를 일정하게 유지시키는 관점 보다는, 현 상태에서의 전해액의 온도 인자 및 농도 인자를 고려하여, 최적의 방전전류 및 최적의 출력전압으로 산화-환원 유동 전지를 방전시킴으로써, 상기 유동전지 셀의 열화를 방지하고자 한다.Therefore, in the present invention, rather than maintaining the temperature and concentration of the electrolyte solution, rather than considering the temperature factor and concentration factor of the electrolyte solution in the current state, the oxidation-reduction flow battery at the optimum discharge current and the optimum output voltage By discharging, it is intended to prevent deterioration of the flow battery cell.

한국공개특허 10-2013-0038234Korea Patent Publication 10-2013-0038234

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전해액의 온도 인자 및 전해액의 농도 인자를 고려하여, 최적 효율로 산화-환원 유동 전지를 제어하기 위한, 산화-환원 유동 전지 및 이의 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The problem to be solved by the present invention, in consideration of the temperature factor of the electrolyte and the concentration factor of the electrolyte solution, to provide an oxidation-reduction flow battery and a control method thereof for controlling the redox flow battery with optimum efficiency. have.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects which are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 지적된 문제점을 해결하기 위해서 본 발명은 스택부; 상기 스택부에 전해액을 공급하거나, 상기 스택부로부터 전해액을 회수하기 위한 전해액 탱크부; 상기 전해액 탱크부로부터 상기 스택부에 전해액을 공급하기 위한 전해액 공급라인; 상기 스택부로부터 배출된 전해액을 상기 전해액 탱크부로 회수하기 위한 전해액 회수라인; 상기 전해액 탱크부의 온도를 제어하기 위한 온도제어부; 및 상기 전해액 공급라인과 연결되는 농도측정부를 포함하는 산화-환원 유동전지를 제공한다.The present invention in order to solve the above-mentioned problem is the stack; An electrolyte tank unit for supplying an electrolyte solution to the stack unit or recovering an electrolyte solution from the stack unit; An electrolyte supply line for supplying an electrolyte solution to the stack part from the electrolyte tank part; An electrolyte recovery line for recovering the electrolyte solution discharged from the stack unit to the electrolyte tank unit; A temperature control unit for controlling the temperature of the electrolyte tank unit; And it provides a redox flow battery comprising a concentration measuring unit connected to the electrolyte supply line.

또한, 본 발명은 상기 전해액 탱크부는, 상기 스택부에 양극 전해액을 공급하기 위한 양극 전해액 공급 탱크; 상기 스택부에 음극 전해액을 공급하기 위한 음극 전해액 공급 탱크; 상기 스택부로부터 배출된 양극 전해액을 회수하기 위한 양극 전해액 회수 탱크; 및 상기 스택부로부터 배출된 음극 전해액을 회수하기 위한 음극 전해액 회수 탱크를 포함하며, 상기 전해액 탱크부는 메인탱크를 포함하고, 상기 메인탱크는 상기 양극 전해액 공급 탱크와 상기 양극 전해액 회수 탱크를 구획하는 제1격벽; 상기 음극 전해액 공급 탱크와 상기 음극 전해액 회수 탱크를 구획하는 제2격벽; 및 상기 양극 전해액 공급 탱크와 상기 음극 전해액 공급 탱크를 구획하는 제3격벽을 포함하는 산화-환원 유동전지를 제공한다.In addition, the present invention, the electrolyte tank unit, a positive electrode electrolyte supply tank for supplying a positive electrolyte solution to the stack portion; A cathode electrolyte supply tank for supplying a cathode electrolyte to the stack part; A cathode electrolyte recovery tank for recovering the anode electrolyte discharged from the stack unit; And a cathode electrolyte recovery tank for recovering the cathode electrolyte discharged from the stack part, wherein the electrolyte tank part includes a main tank, and the main tank divides the anode electrolyte supply tank and the anode electrolyte recovery tank. 1 bulkhead; A second partition partitioning the cathode electrolyte supply tank and the cathode electrolyte recovery tank; And a third partition wall that partitions the cathode electrolyte supply tank and the anode electrolyte supply tank.

또한, 본 발명은 상기 온도제어부는 상기 양극 전해액 공급 탱크의 양극 전해액 및 상기 음극 전해액 공급 탱크의 음극 전해액의 온도를 제어하고, 상기 온도제어부는, 상기 양극 전해액 공급 탱크의 양극 전해액 및 상기 음극 전해액 공급 탱크의 음극 전해액의 온도를 측정하기 위한 온도센서; 상기 양극 전해액 및 상기 음극 전해액을 냉각 또는 가열하기 위한 유체를 공급하는 유체공급원; 및 상기 유체공급원으로부터 공급된 유체를 순환시키기 위한 유체순환라인을 포함하는 산화-환원 유동전지를 제공한다.In addition, the present invention, the temperature control unit controls the temperature of the anode electrolyte of the cathode electrolyte supply tank and the cathode electrolyte of the cathode electrolyte supply tank, the temperature control unit, the cathode electrolyte of the anode electrolyte supply tank and the cathode electrolyte supply A temperature sensor for measuring the temperature of the cathode electrolyte of the tank; A fluid supply source supplying a fluid for cooling or heating the cathode electrolyte and the cathode electrolyte; And it provides a redox flow cell comprising a fluid circulation line for circulating the fluid supplied from the fluid source.

또한, 본 발명은 상기 유체순환라인은, 상기 제1격벽, 상기 제2격벽, 상기 제3격벽, 상기 양극 전해액 공급 탱크의 하부에 위치하는 메인탱크영역 및 상기 음극 전해액 공급 탱크의 하부에 위치하는 메인탱크영역에 설치되는 산화-환원 유동전지를 제공한다.In addition, the present invention is the fluid circulation line, the first partition, the second partition, the third partition, the main tank region located in the lower portion of the positive electrolyte supply tank and the lower portion of the cathode electrolyte supply tank It provides a redox flow battery installed in the main tank area.

또한, 본 발명은 상기 전해액 공급라인은, 상기 양극 전해액 공급 탱크로부터 상기 스택부에 양극 전해액을 공급하기 위한 양극 전해액 공급라인; 및 상기 음극 전해액 공급 탱크로부터 상기 스택부에 음극 전해액을 공급하기 위한 음극 전해액 공급라인을 포함하는 산화-환원 유동전지를 제공한다.In addition, the present invention, the electrolyte supply line, the anode electrolyte supply line for supplying a cathode electrolyte solution to the stack portion from the anode electrolyte supply tank; And a cathode electrolyte supply line for supplying a cathode electrolyte solution to the stack part from the cathode electrolyte supply tank.

또한, 본 발명은 상기 농도측정부는, 상기 양극 전해액 공급라인과 연결되는 제1챔버; 상기 음극 전해액 공급라인과 연결되는 제2챔버; 상기 제1챔버와 상기 제2챔버의 사이에 위치하는 멤브레인; 상기 제1챔버 측에 위치하는 제1단자판; 상기 제2챔버 측에 위치하는 제2단자판; 및 상기 제1단자판 및 상기 제2단자판에 전원을 인가하기 위한 전원부를 포함하는 산화-환원 유동전지를 제공한다.In addition, the present invention, the concentration measuring unit, the first chamber is connected to the anode electrolyte supply line; A second chamber connected to the cathode electrolyte supply line; A membrane located between the first chamber and the second chamber; A first terminal plate positioned at the first chamber side; A second terminal plate positioned on the second chamber side; And a power supply unit for applying power to the first terminal plate and the second terminal plate.

또한, 본 발명은 상기 농도측정부는, 상기 제1챔버의 일측과 연결되고, 양극 전해액이 유입되는 양극 전해액 유입 채널; 상기 제1챔버의 타측과 연결되고, 양극 전해액이 배출되는 양극 전해액 배출 채널; 상기 제2챔버의 일측과 연결되고, 음극 전해액이 유입되는 음극 전해액 유입 채널; 및 상기 제2챔버의 타측과 연결되고, 음극 전해액이 배출되는 음극 전해액 배출 채널을 더 포함하고, 상기 농도측정부는, 상기 양극 전해액 유입 채널과 상기 양극 전해액 공급라인을 연결하는 양극 전해액 보조공급라인; 상기 양극 전해액 배출 채널과 상기 양극 전해액 공급라인을 연결하는 양극 전해액 보조배출라인; 상기 음극 전해액 유입 채널과 상기 음극 전해액 공급라인을 연결하는 음극 전해액 보조공급라인; 및 상기 음극 전해액 배출 채널과 상기 음극 전해액 공급라인을 연결하는 음극 전해액 보조배출라인을 더 포함하는 산화-환원 유동전지를 제공한다.In addition, the present invention, the concentration measuring unit is connected to one side of the first chamber, the cathode electrolyte inflow channel through which the anode electrolyte flows; A positive electrolyte discharge channel connected to the other side of the first chamber and discharging the positive electrolyte; A cathode electrolyte inflow channel connected to one side of the second chamber and into which the cathode electrolyte is introduced; And a cathode electrolyte discharge channel connected to the other side of the second chamber, through which the cathode electrolyte is discharged, and wherein the concentration measurement unit comprises: an anode electrolyte auxiliary supply line connecting the anode electrolyte inflow channel and the anode electrolyte supply line; An anode electrolyte auxiliary discharge line connecting the cathode electrolyte discharge channel and the anode electrolyte supply line; A cathode electrolyte auxiliary supply line connecting the cathode electrolyte inflow channel and the cathode electrolyte supply line; And a cathode electrolyte auxiliary discharge line connecting the cathode electrolyte discharge channel and the cathode electrolyte supply line.

또한, 본 발명은 상기 스택부는 적어도 1개 이상의 산화-환원 유동전지 셀을 포함하고, 상기 산화-환원 유동전지 셀은 이온 교환막인 멤브레인과, 상기 멤브레인을 사이에 두고 위치하는 제1전극부 및 제2전극부를 포함하는 산화-환원 유동전지를 제공한다.In addition, the present invention is the stack portion includes at least one redox flow battery cell, wherein the redox flow battery cell is an ion exchange membrane membrane, the first electrode portion and the membrane positioned between the first It provides a redox flow battery comprising a two-electrode portion.

또한, 본 발명은 산화-환원 유동전지 셀에 공급되는 전해액의 개방회로전압을 측정하는 단계; 상기 개방회로전압 및 상기 전해액의 온도에 따른 최적의 전류부하를 선정하는 단계; 상기 산화-환원 유동전지 셀의 충전상태(SOC, State of Charge)를 측정하는 단계; 및 상기 충전상태(SOC, State of Charge) 및 상기 최적의 전류부하 값에 따라, 상기 산화-환원 유동 전지 셀의 출력전압을 결정하는 단계를 포함하는 산화-환원 유동전지의 제어방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of measuring the open circuit voltage of the electrolyte supplied to the redox flow battery cell; Selecting an optimal current load according to the open circuit voltage and the temperature of the electrolyte; Measuring a state of charge (SOC) of the redox flow battery cell; And determining an output voltage of the redox flow battery cell according to the state of charge (SOC) and the optimum current load value.

또한, 본 발명은 상기 산화-환원 유동전지는, 상기 산화-환원 유동전지 셀을 적어도 1개 이상 포함하는 스택부; 상기 스택부에 전해액을 공급하거나, 상기 스택부로부터 전해액을 회수하기 위한 전해액 탱크부; 상기 전해액 탱크부로부터 상기 스택부에 전해액을 공급하기 위한 전해액 공급라인; 상기 스택부로부터 배출된 전해액을 상기 전해액 탱크부로 회수하기 위한 전해액 회수라인; 상기 전해액 탱크부의 온도를 제어하기 위한 온도제어부; 및 상기 전해액 공급라인과 연결되는 농도측정부를 포함하며, 상기 농도측정부를 통해 상기 개방회로전압을 측정하고, 상기 온도제어부를 통해 상기 전해액의 온도를 측정하는 산화-환원 유동전지의 제어방법을 제공한다.In addition, the present invention, the redox flow battery, the stack unit including at least one of the redox flow battery cell; An electrolyte tank unit for supplying an electrolyte solution to the stack unit or recovering an electrolyte solution from the stack unit; An electrolyte supply line for supplying an electrolyte solution to the stack part from the electrolyte tank part; An electrolyte recovery line for recovering the electrolyte solution discharged from the stack unit to the electrolyte tank unit; A temperature control unit for controlling the temperature of the electrolyte tank unit; And a concentration measuring unit connected to the electrolyte supply line, and measuring the open circuit voltage through the concentration measuring unit and measuring a temperature of the electrolyte through the temperature control unit. .

또한, 본 발명은 상기 최적의 전류부하 값은, 상기 산화-환원 유동전지 셀의 방전모드에서의 방전전류 값이고, 상기 출력전압은 상기 산화-환원 유동전지 셀의 방전모드에서 상기 방전전류가 흐르는 동안의 셀 전압인 것을 특징으로 하는 산화-환원 유동전지의 제어방법을 제공한다.In addition, in the present invention, the optimal current load value is a discharge current value in the discharge mode of the redox flow battery cell, and the output voltage is the discharge current in the discharge mode of the redox flow battery cell. It provides a control method of a redox flow battery, characterized in that the cell voltage during.

상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 현 상태에서의 전해액의 온도 인자 및 농도 인자를 고려하여, 최적의 방전전류를 결정하고, 또한, 이를 통하여 최적의 출력전압을 결정하여, 최적의 방전전류 값 및 최적의 출력전압에 따라 상기 산화-환원 유동 전지를 방전시킬 수 있다.According to the present invention as described above, in consideration of the temperature factor and concentration factor of the electrolyte in the current state, the optimum discharge current is determined, and through this, the optimum output voltage is determined, thereby the optimum discharge current value and The redox flow battery can be discharged according to an optimum output voltage.

또한, 최적의 방전전류 값 및 최적의 출력전압에 따라 상기 산화-환원 유동 전지를 방전시킴으로써, 상기 산화-환원 유동전지 셀의 열화를 방지할 수 있다.In addition, deterioration of the redox flow battery cell can be prevented by discharging the redox flow battery according to an optimum discharge current value and an optimum output voltage.

도 1은 본 발명에 따른 산화-환원 유동전지를 도시하는 개략적인 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 산화-환원 유동전지 셀을 도시하는 개략적인 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 농도측정부를 도시하는 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 산화-환원 유동전지의 제어방법을 설명하기 위한 개략적인 흐름도이다.
도 5는 전해액의 개방회로전압과 온도에 따른 최적의 전류부하의 예를 도시하는 그래프이다.
도 6은 셀의 충전상태에 따른 셀 전압의 예를 도시하는 그래프이다.
도 7은 셀의 충전상태 및 방전전류에 따른 셀 전압의 예를 도시하는 그래프이다.
1 is a schematic diagram illustrating a redox flow battery according to the present invention.
2 is a schematic perspective view showing a redox flow battery cell according to the present invention.
3 is a schematic cross-sectional view showing a concentration measuring unit according to the present invention.
4 is a schematic flowchart illustrating a control method of a redox flow battery according to the present invention.
5 is a graph showing an example of an optimum current load according to the open circuit voltage and temperature of the electrolyte.
6 is a graph showing an example of the cell voltage according to the state of charge of the cell.
7 is a graph showing an example of the cell voltage according to the state of charge and discharge current of the cell.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and the general knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined only by the scope of the claims.

아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Regardless of the drawings, the same reference numbers refer to the same components, and “and / or” includes each and every combination of one or more of the items mentioned.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.Although the first, second, etc. are used to describe various components, these components are of course not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Therefore, of course, the first component mentioned below may be a second component within the technical spirit of the present invention.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, "comprises" and / or "comprising" does not exclude the presence or addition of one or more other components in addition to the mentioned components.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in the present specification may be used in a sense that can be commonly understood by those skilled in the art. In addition, the terms defined in the commonly used dictionaries are not ideally or excessively interpreted unless they are specifically defined clearly.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소와 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다. The spatially relative terms " below ", " beneath ", " lower ", " above ", " upper " It can be used to easily describe a component's correlation with other components. Spatially relative terms are to be understood as including terms in different directions of components in use or operation in addition to the directions shown in the figures. For example, when flipping a component shown in the drawing, a component described as "below" or "beneath" of another component may be placed "above" the other component. Can be. Thus, the exemplary term "below" can encompass both an orientation of above and below. The components can be oriented in other directions as well, so that spatially relative terms can be interpreted according to the orientation.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 산화-환원 유동전지를 도시하는 개략적인 도면이다.1 is a schematic diagram illustrating a redox flow battery according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 산화-환원 유동전지(10)는 스택부(20); 상기 스택부에 전해액을 공급하거나, 상기 스택부로부터 전해액을 회수하기 위한 전해액 탱크부(30); 상기 전해액 탱크부(30)로부터 상기 스택부(20)에 전해액을 공급하기 위한 전해액 공급라인(50); 및 상기 스택부(20)로부터 배출된 전해액을 상기 전해액 탱크부(30)로 회수하기 위한 전해액 회수라인(60)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the redox flow battery 10 according to the present invention includes a stack 20; An electrolyte tank part 30 for supplying an electrolyte solution to the stack part or recovering an electrolyte solution from the stack part; An electrolyte supply line 50 for supplying an electrolyte solution from the electrolyte tank part 30 to the stack part 20; And an electrolyte recovery line 60 for recovering the electrolyte solution discharged from the stack unit 20 to the electrolyte tank unit 30.

상기 스택부(20)는 복수의 산화-환원 유동전지 셀(100, 이하, "전지 셀"이라함)로 구성되며, 이때, 도면에서는 산화-환원 유동전지 셀이 5개가 적층되어 있는 것을 도시하고 있으나, 이와는 달리, 상기 산화-환원 유동전지 셀은 적어도 1개 이상일 수 있으며, 따라서, 본 발명에서 상기 산화-환원 유동전지 셀의 개수를 제한하는 것은 아니다.The stack unit 20 is composed of a plurality of redox flow battery cells (hereinafter, referred to as "battery cells"), in which the drawing shows that five redox flow battery cells are stacked. However, alternatively, the redox flow battery cells may be at least one or more, and thus, the number of the redox flow battery cells is not limited in the present invention.

이하에서는 본 발명에 따른 산화-환원 유동전지 셀을 보다 구체적으로 설명하기로 하며, 다만, 후술하는 본 발명에 따른 산화-환원 유동전지 셀은 일예에 해당할 뿐, 본 발명에서 산화-환원 유동전지 셀의 구조에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the redox flow battery cell according to the present invention will be described in more detail. However, the redox flow battery cell according to the present invention to be described below corresponds to one example, and is a redox flow battery in the present invention. It is not limited to the structure of the cell.

도 2는 본 발명에 따른 산화-환원 유동전지 셀을 도시하는 개략적인 사시도이다.2 is a schematic perspective view showing a redox flow battery cell according to the present invention.

즉, 도 2의 산화-환원 유동전지 셀은 상술한 도 1의 스택(20)에서의 복수개의 전지 셀 중 하나의 산화-환원 유동전지 셀을 도시하고 있다.That is, the redox flow battery cell of FIG. 2 illustrates one redox flow battery cell of the plurality of battery cells in the stack 20 of FIG. 1 described above.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 산화-환원 유동전지 셀(100, 이하, "전지 셀"이라 함)은 이온 교환막인 멤브레인(110)과, 상기 멤브레인(110)을 사이에 두고 위치하는 제1전극부(120) 및 제2전극부(130)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the redox flow battery cell 100 according to the present invention (hereinafter, referred to as a “cell cell”) includes a membrane 110 that is an ion exchange membrane and a membrane positioned between the membrane 110. The first electrode part 120 and the second electrode part 130 are included.

상기 제1전극부(120)는 제1다공성 전극(122) 및 상기 제1다공성 전극(122)을 지지하는 제1플로우 프레임(121)을 포함하며, 상기 제2전극부(130)는 제2다공성 전극(132) 및 상기 제2다공성전극(132)를 지지하는 제2플로우 프레임(131)을 포함한다.The first electrode part 120 includes a first porous electrode 122 and a first flow frame 121 for supporting the first porous electrode 122, and the second electrode part 130 includes a second electrode. And a second flow frame 131 supporting the porous electrode 132 and the second porous electrode 132.

또한, 상기 제1전극부(120)는 상기 제1플로우 프레임(121)의 외측에 위치하는 제1외부 프레임부(140)를 포함하며, 상기 제2전극부(120)는 상기 제2플로우 프레임(131)의 외측에 위치하는 제2외부 프레임부(150)를 포함한다.In addition, the first electrode part 120 includes a first outer frame part 140 positioned outside the first flow frame 121, and the second electrode part 120 includes the second flow frame. And a second outer frame part 150 positioned outside the 131.

이때, 도면에는 도시하지 않았으나, 상기 제1전극부(120)는 상기 제1플로우 프레임(121)과 상기 제1외부 프레임부(140)의 사이에 위치하는 양극 전극(미도시)을 포함할 수 있으며, 또한, 상기 제2전극부(130)는 상기 제2플로우 프레임(131)과 상기 제2외부 프레임부(150)의 사이에 위치하는 음극 전극(미도시)을 포함할 수 있다.In this case, although not shown in the drawing, the first electrode part 120 may include an anode electrode (not shown) positioned between the first flow frame 121 and the first outer frame part 140. In addition, the second electrode unit 130 may include a cathode electrode (not shown) positioned between the second flow frame 131 and the second outer frame unit 150.

이 경우, 상기 제1플로우 프레임(121)은 양극 플로우 프레임일 수 있으며, 상기 제2플로우 프레임(131)은 음극 플로우 프레임일 수 있다.In this case, the first flow frame 121 may be an anode flow frame, and the second flow frame 131 may be a cathode flow frame.

또한, 이 경우, 상기 제1외부 프레임부(140)는 양극 외부 프레임부 일 수 있고, 또한, 상기 제2외부 프레임부(140)는 음극 외부 프레임부일 수 있다.In this case, the first outer frame portion 140 may be an anode outer frame portion, and the second outer frame portion 140 may be a cathode outer frame portion.

한편, 상기 플로우 프레임(121, 131)은 PP(polypropylene), PE(polyethylene), HDPE(high density polyethylene), LDPE(low density polyethylene), LLDPE(linear low density polyethylene), PS(polystyrene), PET(polyethylene terephthalate), PVC(polyvinyl chloride) 및 Epoxy 중 선택되는 어느 하나의 재질일 수 있으며, 다만, 본 발명에서 상기 플로우 프레임(121, 131)의 종류를 제한하는 것은 아니다.The flow frames 121 and 131 may be made of polypropylene (PP), polyethylene (PE), high density polyethylene (HDPE), low density polyethylene (LDPE), linear low density polyethylene (LLDPE), polystyrene (PS), and PET (polypropylene). It may be any one material selected from polyethylene terephthalate), PVC (polyvinyl chloride) and Epoxy, but the type of the flow frame (121, 131) is not limited in the present invention.

또한, 상기 제1다공성 전극(122) 및 상기 제2다공성 전극(132)은 카본 펠트로 제작될 수 있고, 상기 양극 전극 및 상기 음극 전극은 그라파이트 재질일 수 잇으며, 다만, 본 발명에서 이들의 재질을 제한하는 것은 아니다.In addition, the first porous electrode 122 and the second porous electrode 132 may be made of carbon felt, the anode electrode and the cathode electrode may be a graphite material, but, in the present invention, their materials It is not limiting.

또한, 상기 제1외부 프레임부(140)는 제1외부 프레임(141); 상기 제1외부 프레임(141)의 일측에 위치하는 제1전해액 주입구(142a) 및 상기 제1외부 프레임(141)의 타측에 위치하는 제1전해액 배출구(142b)를 포함한다.In addition, the first outer frame part 140 may include a first outer frame 141; The first electrolyte solution inlet 142a is located at one side of the first outer frame 141 and the first electrolyte solution outlet 142b is located at the other side of the first outer frame 141.

상기 제1전해액은 양극 전해액 일 수 있으며, 즉, 양극 전해액은 제1전해액 주입구(142a)로 주입되어, 상기 제1전해액 배출구(142b)로 배출될 수 있다.The first electrolyte may be a positive electrolyte, that is, the positive electrolyte may be injected into the first electrolyte inlet 142a and discharged to the first electrolyte outlet 142b.

또한, 상기 제2외부 프레임부(150)는 제2외부 프레임(151); 상기 제2외부 프레임(151)의 일측에 위치하는 제2전해액 주입구(152a) 및 상기 제2외부 프레임(151)의 타측에 위치하는 제2전해액 배출구(152b)를 포함한다.In addition, the second outer frame part 150 may include a second outer frame 151; And a second electrolyte solution inlet 152a located at one side of the second outer frame 151 and a second electrolyte solution outlet 152b located at the other side of the second outer frame 151.

상기 제2전해액은 음극 전해액 일 수 있으며, 즉, 음극 전해액은 제2전해액 주입구(152a)로 주입되어, 상기 제2전해액 배출구(152b)로 배출될 수 있다.The second electrolyte may be a negative electrolyte, that is, the negative electrolyte may be injected into the second electrolyte inlet 152a and discharged into the second electrolyte outlet 152b.

계속해서, 도 2를 참조하면, 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지 셀(100)은 이온 교환막인 멤브레인(110)과, 상기 멤브레인(110)을 사이에 두고 위치하는 제1전극부(120) 및 제2전극부(130)를 포함하며, 또한, 상기 제1전극부(120)는 상기 멤브레인(110)의 일측에 위치하는 제1플로우 프레임(121) 및 상기 멤브레인(110)의 타측에 위치하는 제2플로우 프레임(131)을 포함할 수 있다.Subsequently, referring to FIG. 2, as described above, the battery cell 100 according to the present invention includes a membrane 110, which is an ion exchange membrane, and a first electrode part 120 positioned between the membrane 110. ) And a second electrode part 130, and the first electrode part 120 is disposed on the first flow frame 121 and the other side of the membrane 110 located at one side of the membrane 110. It may include a second flow frame 131 located.

이 경우, 상기 제1플로우 프레임(121)은 양극 플로우 프레임일 수 있으며, 상기 제2플로우 프레임(131)은 음극 플로우 프레임일 수 있다.In this case, the first flow frame 121 may be an anode flow frame, and the second flow frame 131 may be a cathode flow frame.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1플로우 프레임(121)은, 상기 제1플로우 프레임(121)의 일측에 위치하는 제1전해액 제1이동부(123a) 및 상기 제1플로우 프레임(121)의 타측에 위치하는 제1전해액 제2이동부(123b)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the first flow frame 121 may include a first electrolyte first moving part 123a and the first flow frame 121 positioned on one side of the first flow frame 121. It includes a first electrolyte solution second moving part 123b located on the other side of the.

이때, 상기 제1전해액은 양극 전해액 일 수 있다.In this case, the first electrolyte may be a positive electrolyte.

즉, 본 발명에서, 상기 양극 전해액은 제1전해액 주입구(142a)로 주입되어, 상기 제1전해액 제1이동부(123a)를 통해, 상기 제1다공성 전극(122)로 전달되며, 상기 제1다공성 전극(122)에서 유동된 양극 전해액은 상기 제1전해액 제2이동부(123b)를 통해, 상기 제1전해액 배출구(142b)로 전달되며, 최종적으로 상기 양극 전해액은 상기 제1전해액 배출구(142b)를 통해 배출될 수 있다.That is, in the present invention, the positive electrolyte is injected into the first electrolyte injection hole 142a, and is transferred to the first porous electrode 122 through the first electrolyte first moving part 123a. The positive electrolyte flowed from the porous electrode 122 is transferred to the first electrolyte outlet 142b through the first electrolyte second mover 123b, and finally, the positive electrolyte is discharged from the first electrolyte outlet 142b. Can be discharged through).

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제2플로우 프레임(131)은, 상기 제2플로우 프레임(131)의 일측에 위치하는 제2전해액 제1이동부(133a) 및 상기 제2플로우 프레임(131)의 타측에 위치하는 제2전해액 제2이동부(133b)를 포함한다.In addition, as shown in FIG. 2, the second flow frame 131 may include a second electrolyte solution first moving part 133a and the second flow frame located on one side of the second flow frame 131. And a second electrolyte solution second moving part 133b located on the other side of 131.

이때, 상기 제1전해액은 음극 전해액 일 수 있다.In this case, the first electrolyte may be a cathode electrolyte.

즉, 본 발명에서, 상기 음극 전해액은 제2전해액 주입구(152a)로 주입되어, 상기 제2전해액 제1이동부(133a)를 통해, 상기 제2다공성 전극(132)로 전달되며, 상기 제2다공성 전극(132)에서 유동된 음극 전해액은 상기 제2전해액 제2이동부(133b)를 통해, 상기 제2전해액 배출구(152b)로 전달되며, 최종적으로 상기 음극 전해액은 상기 제2전해액 배출구(152b)를 통해 배출될 수 있다.That is, in the present invention, the cathode electrolyte is injected into the second electrolyte injection hole 152a, and is transferred to the second porous electrode 132 through the second electrolyte first moving part 133a. The cathode electrolyte flowed from the porous electrode 132 is transferred to the second electrolyte outlet 152b through the second electrolyte second mover 133b, and finally the cathode electrolyte is discharged from the second electrolyte outlet 152b. Can be discharged through).

이때, 본 발명에 따른 산화-환원 유동전지(10)의 상기 양극 전해액은, 양극 전해액에 티탄 이온을 포함하지 않는 경우, 2가의 망간 이온 및 3가의 망간 이온 중 적어도 1종의 망간 이온을 함유하는 형태, 양극 전해액에 티탄 이온을 포함하는 경우, 2가의 망간 이온 및 3가의 망간 이온 중 적어도 1종의 망간 이온과, 4가의 티탄 이온을 포함하는 형태를 들 수 있다.In this case, when the anode electrolyte of the redox flow battery 10 according to the present invention does not contain titanium ions, the cathode electrolyte contains at least one of manganese ions of divalent manganese ions and trivalent manganese ions. When titanium ion is included in a form and a positive electrolyte solution, the form containing at least 1 sort (s) of manganese ion and tetravalent titanium ion among bivalent manganese ion and trivalent manganese ion is mentioned.

또한, 본 발명에 따른 산화-환원 유동전지(10)의 상기 음극 전해액은, 티탄 이온, 바나듐 이온, 크롬 이온, 아연 이온, 주석 이온 중 단일 종의 금속 이온을 함유한 형태, 이들 열거하는 복수 종의 금속 이온을 포함한 형태로 할 수 있다. In addition, the cathode electrolyte of the redox flow battery 10 according to the present invention is a form containing a single kind of metal ions among titanium ions, vanadium ions, chromium ions, zinc ions and tin ions, and plural kinds thereof listed. It can be made into the form containing the metal ion of.

다만, 본 발명에서, 상기 양극 전해액 및 상기 음극 전해액에 포함되는 금속 이온의 종류를 제한하는 것은 아니다.However, in the present invention, the type of metal ions included in the cathode electrolyte and the cathode electrolyte is not limited.

이때, 본 발명에서는, 상기 양극 전해액 및 상기 음극 전해액에서의 용매는 H2SO4, K2SO4, Na2SO4, H3PO4, H4P2O7, K2PO4, Na3PO4, K3PO4, HNO3, KNO3 및 NaNO3 중에서 선택되는 적어도 1종의 수계 용매일 수 있으며, 따라서, 본 발명에서 상기 양극 전해액 및 상기 음극 전해액은 수계 전해액에 해당할 수 있다.At this time, in the present invention, the solvent in the positive electrolyte solution and the negative electrode electrolyte solution is H 2 SO 4 , K 2 SO 4 , Na 2 SO 4 , H 3 PO 4 , H 4 P 2 O 7 , K 2 PO 4 , Na It may be at least one aqueous solvent selected from 3 PO 4 , K 3 PO 4 , HNO 3 , KNO 3, and NaNO 3 , and accordingly, in the present invention, the positive electrolyte solution and the negative electrode electrolyte solution may correspond to an aqueous electrolyte solution. .

또한, 이와는 달리, 상기 양극 전해액 및 상기 음극 전해액에서의 용매는 디메틸 아세트아미드, 디에틸 카보네이트, 디메틸 카보네이트, 아세토니트릴, 감마-부피로락톤, 프로필렌 카보네이트, 에틸렌 카보네이트, N-메틸-2-피롤리돈, 플루오로에틸렌 카보네이트, 및 N-N-디메틸아세트아미드로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1 종의 비수계 용매일 수 있으며, 따라서, 본 발명에서 상기 양극 전해액 및 상기 음극 전해액은 비수계 전해액에 해당할 수 있다.Alternatively, the solvent in the positive electrolyte solution and the negative electrode electrolyte solution is dimethyl acetamide, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, acetonitrile, gamma-bupyrolactone, propylene carbonate, ethylene carbonate, N-methyl-2-pyrroli It may be at least one non-aqueous solvent selected from the group consisting of don, fluoroethylene carbonate, and NN-dimethylacetamide, and accordingly, in the present invention, the positive electrolyte solution and the negative electrolyte solution may correspond to the non-aqueous electrolyte solution. have.

다만, 본 발명에서, 상기 양극 전해액 및 상기 음극 전해액의 종류를 제한하는 것은 아니다.However, in the present invention, the type of the cathode electrolyte and the cathode electrolyte is not limited.

계속해서, 도 1을 참조하면, 상기 전해액 탱크부(30)는, 상기 스택부(20)에 양극 전해액을 공급하기 위한 양극 전해액 공급 탱크(31a); 및 상기 스택부(20)에 음극 전해액을 공급하기 위한 음극 전해액 공급 탱크(32a)를 포함하며, 또한, 상기 스택부(20)로부터 배출된 양극 전해액을 회수하기 위한 양극 전해액 회수 탱크(31b) 및 상기 스택부(20)로부터 배출된 음극 전해액을 회수하기 위한 음극 전해액 회수 탱크(31b)를 포함한다.Subsequently, referring to FIG. 1, the electrolyte tank part 30 includes a cathode electrolyte supply tank 31 a for supplying an anode electrolyte solution to the stack part 20; And a cathode electrolyte supply tank 32a for supplying a cathode electrolyte to the stack 20, and a cathode electrolyte recovery tank 31b for recovering the cathode electrolyte discharged from the stack 20. A cathode electrolyte recovery tank 31b for recovering the cathode electrolyte discharged from the stack 20 is included.

즉, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 전해액 탱크부(30)는 메인탱크(41)를 포함하며, 상기 메인탱크(41)는 상기 양극 전해액 공급 탱크(31a)와 상기 양극 전해액 회수 탱크(31b)를 구획하는 제1격벽(33); 상기 음극 전해액 공급 탱크(32a)와 상기 음극 전해액 회수 탱크(31b)를 구획하는 제2격벽(34); 및 상기 양극 전해액 공급 탱크(31a)와 상기 음극 전해액 공급 탱크(32a)를 구획하는 제3격벽(35)을 통하여, 4개의 공간으로 구획될 수 있으며, 이를 통하여, 상기 전해액 탱크부(30)는, 상기 양극 전해액 회수 탱크(31b), 상기 양극 전해액 공급 탱크(31a); 상기 음극 전해액 공급 탱크(32a) 및 상기 음극 전해액 회수 탱크(31b)로 각각 구획될 수 있다.That is, as shown in the figure, the electrolyte tank unit 30 includes a main tank 41, the main tank 41 is the positive electrolyte supply tank 31a and the positive electrolyte recovery tank 31b. A first partition 33 partitioning the wall; A second partition 34 partitioning the cathode electrolyte supply tank 32a and the cathode electrolyte recovery tank 31b; And a third partition wall 35 partitioning the anode electrolyte supply tank 31a and the cathode electrolyte supply tank 32a, and thus, may be partitioned into four spaces. The positive electrolyte recovery tank 31b and the positive electrolyte supply tank 31a; The anode electrolyte supply tank 32a and the cathode electrolyte recovery tank 31b may be respectively partitioned.

또한, 상기 전해액 탱크부(30)는 상기 양극 전해액 회수 탱크(31b)의 양극 전해액을 상기 양극 전해액 공급 탱크(31a)로 공급 또는 재공급하기 위한 양극 전해액 이송부(36)를 포함하며, 상기 양극 전해액 이송부(36)는 양극 전해액 이송라인(36a) 및 양극 전해액 이송펌프(36b)를 포함한다.In addition, the electrolyte tank unit 30 includes a cathode electrolyte transfer unit 36 for supplying or resupplying the anode electrolyte of the cathode electrolyte recovery tank 31b to the anode electrolyte supply tank 31a. The transfer part 36 includes a positive electrolyte transfer line 36a and a positive electrolyte transfer pump 36b.

또한, 상기 전해액 탱크부(30)는 상기 음극 전해액 회수 탱크(32b)의 음극 전해액을 상기 음극 전해액 공급 탱크(32a)로 공급 또는 재공급하기 위한 음극 전해액 이송부(37)를 포함하며, 상기 음극 전해액 이송부(37)는 음극 전해액 이송라인(37a) 및 음극 전해액 이송펌프(37b)를 포함한다.In addition, the electrolyte tank unit 30 includes a cathode electrolyte transfer unit 37 for supplying or resupplying the anode electrolyte of the anode electrolyte recovery tank 32b to the cathode electrolyte supply tank 32a. The transfer part 37 includes a negative electrolyte transfer line 37a and a negative electrolyte transfer pump 37b.

계속해서, 도 1을 참조하면, 상기 전해액 탱크부(30)로부터 상기 스택부(20)에 전해액을 공급하기 위한 전해액 공급라인(50)은, 상기 양극 전해액 공급 탱크(31a)로부터 상기 스택부(20)에 양극 전해액을 공급하기 위한 양극 전해액 공급라인(50a) 및 상기 음극 전해액 공급 탱크(32a)로부터 상기 스택부(20)에 음극 전해액을 공급하기 위한 음극 전해액 공급라인(50b)을 포함한다.Subsequently, referring to FIG. 1, an electrolyte supply line 50 for supplying an electrolyte solution from the electrolyte tank part 30 to the stack part 20 is connected to the stack part (a) from the anode electrolyte supply tank 31a. 20, a cathode electrolyte supply line 50a for supplying an anode electrolyte solution to the anode electrolyte solution, and a cathode electrolyte supply line 50b for supplying the cathode electrolyte solution to the stack 20 from the cathode electrolyte supply tank 32a.

이때, 상기 양극 전해액 공급 탱크(31a)로부터 상기 양극 전해액 공급라인(50a)을 통해 상기 스택부(20)에 양극 전해액을 공급하는 것은 양극 전해액 공급 펌프(51a)에 의해 공급할 수 있으며, 또한, 상기 음극 전해액 공급 탱크(32a)로부터 상기 음극 전해액 공급라인(50b)을 통해 상기 스택부(20)에 음극 전해액을 공급하는 것은 음극 전해액 공급 펌프(51b)에 의해 공급할 수 있다.In this case, supplying the anode electrolyte to the stack 20 through the cathode electrolyte supply line 50a from the anode electrolyte supply tank 31a may be supplied by the anode electrolyte supply pump 51a. Supplying the cathode electrolyte solution to the stack 20 through the cathode electrolyte supply line 50b from the cathode electrolyte supply tank 32a may be supplied by the cathode electrolyte supply pump 51b.

또한, 상기 스택부(20)로부터 배출된 전해액을 상기 전해액 탱크부(30)로 회수하기 위한 전해액 회수라인(60)은, 도 2의 산화-환원 유동전지 셀에서와 같은, 양극 전해액이 배출되는 제1전해액 배출구(142b), 즉, 스택부(20)의 양극 전해액 배출구로부터 배출되는 양극 전해액을 상기 양극 전해액 회수 탱크(31b)로 회수하기 위한 양극 전해액 회수라인(60a) 및 음극 전해액이 배출되는 제2전해액 배출구(152b), 즉, 스택부(20)의 음극 전해액 배출구로부터 배출되는 음극 전해액을 상기 음극 전해액 회수 탱크(32b)로 회수하기 위한 음극 전해액 회수라인(60b)을 포함한다.In addition, the electrolyte recovery line 60 for recovering the electrolyte solution discharged from the stack 20 to the electrolyte tank unit 30, the anode electrolyte is discharged, as in the redox flow battery cell of FIG. The first electrolyte discharge port 142b, that is, the cathode electrolyte recovery line 60a and the cathode electrolyte for recovering the anode electrolyte discharged from the anode electrolyte discharge port of the stack 20 to the cathode electrolyte recovery tank 31b are discharged. And a cathode electrolyte recovery line 60b for recovering the anode electrolyte discharged from the cathode electrolyte outlet of the second electrolyte solution outlet 152b, that is, the stack 20 to the cathode electrolyte recovery tank 32b.

이때, 스택부(20)의 양극 전해액 배출구로부터 상기 양극 전해액 회수라인(60a)을 통해 상기 양극 전해액 회수 탱크(31b)에 양극 전해액을 회수하는 것은 양극 전해액 회수 펌프(61a)에 의해 회수될 수 있으며, 또한, 스택부(20)의 음극 전해액 배출구로부터 상기 음극 전해액 회수라인(60b)을 통해 상기 음극 전해액 회수 탱크(32b)에 음극 전해액을 회수하는 것은 음극 전해액 회수 펌프(61b)에 의해 회수될 수 있다.At this time, the recovery of the positive electrolyte from the positive electrolyte discharge port of the stack portion 20 to the positive electrolyte recovery tank 31b through the positive electrolyte recovery line 60a may be recovered by the positive electrolyte recovery pump 61a. In addition, recovering the negative electrolyte from the negative electrolyte discharge port of the stack 20 to the negative electrolyte recovery tank 32b through the negative electrolyte recovery line 60b may be recovered by the negative electrolyte recovery pump 61b. have.

계속해서, 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 산화-환원 유동전지(10)는, 상기 전해액 탱크부(30)의 온도를 제어하기 위한 온도제어부(40)를 포함한다.Subsequently, referring to FIG. 1, the redox flow battery 10 according to the present invention includes a temperature control unit 40 for controlling the temperature of the electrolyte tank unit 30.

보다 구체적으로, 상기 온도제어부(40)는 상기 양극 전해액 공급 탱크(31a)의 양극 전해액 및 상기 음극 전해액 공급 탱크(32a)의 음극 전해액의 온도를 제어할 수 있다.More specifically, the temperature controller 40 may control the temperature of the cathode electrolyte of the cathode electrolyte supply tank 31a and the cathode electrolyte of the anode electrolyte supply tank 32a.

상기 온도제어부(40)는, 상기 양극 전해액 공급 탱크(31a)의 양극 전해액 및 상기 음극 전해액 공급 탱크(32a)의 음극 전해액의 온도를 측정하기 위한 온도센서(미도시); 상기 양극 전해액 및 상기 음극 전해액을 냉각 또는 가열하기 위한 유체를 공급하는 유체공급원(미도시)을 포함할 수 있으며, 또한, 상기 유체공급원으로부터 공급된 유체를 순환시키기 위한 유체순환라인을 포함할 수 있다.The temperature control part 40 includes a temperature sensor (not shown) for measuring the temperature of the anode electrolyte of the cathode electrolyte supply tank 31a and the cathode electrolyte of the cathode electrolyte supply tank 32a; It may include a fluid supply source (not shown) for supplying a fluid for cooling or heating the cathode electrolyte and the cathode electrolyte, and may also include a fluid circulation line for circulating the fluid supplied from the fluid supply. .

이때, 상기 유체순환라인은 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 양극 전해액 공급 탱크(31a)와 상기 양극 전해액 회수 탱크(31b)를 구획하는 제1격벽(33); 상기 음극 전해액 공급 탱크(32a)와 상기 음극 전해액 회수 탱크(31b)를 구획하는 제2격벽(34); 및 상기 양극 전해액 공급 탱크(31a)와 상기 음극 전해액 공급 탱크(32a)를 구획하는 제3격벽(35)에 설치될 수 있으며, 또한, 이에 추가하여, 상기 양극 전해액 공급 탱크(31a)의 하부에 위치하는 메인탱크영역; 및 상기 음극 전해액 공급 탱크(32a)의 하부에 위치하는 메인탱크영역에 설치될 수 있다.At this time, the fluid circulation line, as shown in Figure 1, the first partition 33 for partitioning the positive electrolyte supply tank 31a and the positive electrolyte recovery tank 31b; A second partition 34 partitioning the cathode electrolyte supply tank 32a and the cathode electrolyte recovery tank 31b; And a third partition wall 35 partitioning the anode electrolyte supply tank 31a and the cathode electrolyte supply tank 32a, and in addition, below the anode electrolyte supply tank 31a. Located main tank area; And a main tank area positioned below the cathode electrolyte supply tank 32a.

다만, 본 발명에서 상기 유체순환라인의 설치영역을 제한하는 것은 아니다.However, the present invention does not limit the installation area of the fluid circulation line.

계속해서, 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 산화-환원 유동전지(10)는, 상기 전해액 탱크부(30)로부터 상기 스택부(20)에 전해액을 공급하기 위한 전해액 공급라인(50)과 연결되는 농도측정부(200)를 포함한다.Subsequently, referring to FIG. 1, the redox flow battery 10 according to the present invention includes an electrolyte supply line 50 for supplying an electrolyte solution from the electrolyte tank part 30 to the stack part 20. It includes a concentration measuring unit 200 is connected.

이하에서는 본 발명에 따른 농도측정부를 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the concentration measuring unit according to the present invention will be described in more detail.

도 3은 본 발명에 따른 농도측정부를 도시하는 개략적인 단면도이다.3 is a schematic cross-sectional view showing a concentration measuring unit according to the present invention.

상술한 바와 같이, 상기 전해액 공급라인(50)은, 상기 양극 전해액 공급 탱크(31a)로부터 상기 스택부(20)에 양극 전해액을 공급하기 위한 양극 전해액 공급라인(50a) 및 상기 음극 전해액 공급 탱크(32a)로부터 상기 스택부(20)에 음극 전해액을 공급하기 위한 음극 전해액 공급라인(50b)를 포함한다.As described above, the electrolyte supply line 50 includes a cathode electrolyte supply line 50a and a cathode electrolyte supply tank for supplying anode electrolyte from the cathode electrolyte supply tank 31a to the stack 20. A cathode electrolyte supply line 50b for supplying an anode electrolyte solution to the stack unit 20 from 32a) is included.

이때, 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 농도측정부(200)는, 상기 양극 전해액 공급라인(50a)과 연결되는 제1챔버(210); 상기 음극 전해액 공급라인(50b)과 연결되는 제2챔버(220); 상기 제1챔버(210)와 상기 제2챔버(220)의 사이에 위치하는 멤브레인(230)을 포함한다.At this time, referring to Figure 3, the concentration measuring unit 200 according to the present invention, the first chamber 210 is connected to the anode electrolyte supply line (50a); A second chamber 220 connected to the cathode electrolyte supply line 50b; The membrane 230 is positioned between the first chamber 210 and the second chamber 220.

상기 제1챔버(210) 및 상기 제2챔버(220) 각각은 실질적으로 탄소 또는 그래파이트 펠트 물질과 같은 다공성, 도전성 물질에 의해 점유될 수 있으며, 상기 멤브레인(230)은 양이온 교환 멤브레인 또는 음이온 교환 멤브레인과 같은 이온 선택성 멤브레인일 수 있다.Each of the first chamber 210 and the second chamber 220 may be substantially occupied by a porous, conductive material such as carbon or graphite felt material, and the membrane 230 may be a cation exchange membrane or an anion exchange membrane. It may be an ion selective membrane such as.

따라서, 상기 제1챔버(210)에 상기 양극 전해액 공급라인(50a)으로부터 양극 전해액이 유입되고, 상기 제2챔버(220)에 상기 음극 전해액 공급라인(50b)으로부터 음극 전해액이 유입되며, 상기 멤브레인(126)은 이온교환막의 역할을 수행하므로, 본 발명에 따른 농도측정부(200)는, 상술한 바와 같은 도 2의 산화-환원 유동전지 셀과 동일한 구조의 테스트 셀로 이해될 수 있다.Accordingly, the cathode electrolyte flows into the first chamber 210 from the cathode electrolyte supply line 50a, the cathode electrolyte flows into the second chamber 220 from the cathode electrolyte supply line 50b, and the membrane Since 126 serves as an ion exchange membrane, the concentration measurement unit 200 according to the present invention may be understood as a test cell having the same structure as the redox flow battery cell of FIG. 2 as described above.

이때, 본 발명에 따른 농도측정부(200)는, 상기 제1챔버(210)의 일측과 연결되고, 양극 전해액이 유입되는 양극 전해액 유입 채널(214) 및 상기 제1챔버(210)의 타측과 연결되고, 양극 전해액이 배출되는 양극 전해액 배출 채널(215)을 포함하며, 상기 제2챔버(220)의 일측과 연결되고, 음극 전해액이 유입되는 음극 전해액 유입 채널(224) 및 상기 제2챔버(220)의 타측과 연결되고, 음극 전해액이 배출되는 음극 전해액 배출 채널(225)을 포함한다.At this time, the concentration measuring unit 200 according to the present invention is connected to one side of the first chamber 210, the anode electrolyte inflow channel 214 and the other side of the first chamber 210, the anode electrolyte is introduced A cathode electrolyte inlet channel 215 connected to one side of the second chamber 220 and connected to one side of the second chamber 220, and a cathode electrolyte inflow channel 224 and a second chamber in which a cathode electrolyte is introduced; It is connected to the other side of the 220, and includes a cathode electrolyte discharge channel 225 through which the cathode electrolyte is discharged.

또한, 본 발명에 따른 농도측정부(200)는, 상기 양극 전해액 유입 채널(214)과 상기 양극 전해액 공급라인(50a)을 연결하는 양극 전해액 보조공급라인(211)을 포함하고, 상기 양극 전해액 배출 채널(215)과 상기 양극 전해액 공급라인(50a)을 연결하는 양극 전해액 보조배출라인(212)을 포함하며, 또한, 상기 음극 전해액 유입 채널(224)과 상기 음극 전해액 공급라인(50b)을 연결하는 음극 전해액 보조공급라인(221)을 포함하고, 상기 음극 전해액 배출 채널(225)과 상기 음극 전해액 공급라인(50b)을 연결하는 음극 전해액 보조배출라인(222)을 포함한다.In addition, the concentration measuring unit 200 according to the present invention includes a cathode electrolyte auxiliary supply line 211 connecting the cathode electrolyte inflow channel 214 and the anode electrolyte supply line 50a, and discharge the anode electrolyte. And a cathode electrolyte auxiliary discharge line 212 connecting the channel 215 and the anode electrolyte supply line 50a, and further connecting the cathode electrolyte inflow channel 224 and the cathode electrolyte supply line 50b. It includes a cathode electrolyte auxiliary supply line 221, and comprises a cathode electrolyte auxiliary discharge line 222 connecting the cathode electrolyte discharge channel 225 and the cathode electrolyte supply line (50b).

즉, 상기 양극 전해액 공급라인(50a)으로부터 상기 양극 전해액 보조공급라인(211)에 유입된 양극 전해액은, 상기 양극 전해액 유입 채널(214)을 통해 상기 제1챔버(210)로 유입되고, 상기 제1챔버(210)로 유입된 양극 전해액은, 상기 양극 전해액 배출 채널(215)을 통해 상기 양극 전해액 보조배출라인(212)으로 유입되어, 최종적으로 상기 양극 전해액 공급라인(50a)으로 배출될 수 있다.That is, the anode electrolyte flowing into the anode electrolyte auxiliary supply line 211 from the cathode electrolyte supply line 50a flows into the first chamber 210 through the anode electrolyte inflow channel 214, and The cathode electrolyte introduced into the first chamber 210 may be introduced into the anode electrolyte auxiliary discharge line 212 through the anode electrolyte discharge channel 215 and finally discharged into the cathode electrolyte supply line 50a. .

또한, 상기 음극 전해액 공급라인(50b)으로부터 상기 음극 전해액 보조공급라인(221)에 유입된 음극 전해액은, 상기 음극 전해액 유입 채널(224)을 통해 상기 제2챔버(220)로 유입되고, 상기 제2챔버(220)로 유입된 음극 전해액은, 상기 음극 전해액 배출 채널(225)을 통해 상기 음극 전해액 보조배출라인(222)으로 유입되어, 최종적으로 상기 음극 전해액 공급라인(50b)으로 배출될 수 있다.In addition, the negative electrode electrolyte introduced into the negative electrode electrolyte supply line 221 from the negative electrode electrolyte supply line 50b is introduced into the second chamber 220 through the negative electrode electrolyte inflow channel 224. The cathode electrolyte introduced into the two chambers 220 may be introduced into the anode electrolyte auxiliary discharge line 222 through the cathode electrolyte discharge channel 225 and finally discharged to the cathode electrolyte supply line 50b. .

이때, 상기 양극 전해액 공급라인(50a)으로부터 상기 양극 전해액 보조공급라인(211)에 양극 전해액을 유입시키는 것은 제1밸브(213)를 통해 제어할 수 있으며, 상기 음극 전해액 공급라인(50b)으로부터 상기 음극 전해액 보조공급라인(221)에 음극 전해액을 유입시키는 것은 제2밸브(223)를 통해 제어할 수 있다.In this case, the introduction of the positive electrolyte into the positive electrolyte auxiliary supply line 211 from the positive electrolyte supply line 50a may be controlled through a first valve 213, and may be controlled from the negative electrolyte supply line 50b. The introduction of the negative electrolyte into the negative electrolyte auxiliary supply line 221 may be controlled through the second valve 223.

또한, 본 발명에 따른 농도측정부(200)는, 상기 제1챔버(210) 측에 위치하는 제1단자판(216) 및 상기 제2챔버(220) 측에 위치하는 제2단자판(217)을 포함하며, 상기 제1단자판(216) 및 상기 제2단자판(217)에 전원을 인가하기 위한 전원부(240)를 포함한다.In addition, the concentration measuring unit 200 according to the present invention, the first terminal plate 216 located on the first chamber 210 side and the second terminal plate 217 located on the second chamber 220 side. And a power supply unit 240 for applying power to the first terminal plate 216 and the second terminal plate 217.

이상과 같이, 본 발명에서는, 상기 전해액 공급라인(50)과 연결되는 농도측정부(200)를 포함하며, 상기 농도측정부(200)를 통해 전해액의 개방회로전압(OCV, Open circuit voltage)을 측정할 수 있다.As described above, the present invention includes a concentration measuring unit 200 connected to the electrolyte supply line 50, and through the concentration measuring unit 200 to determine the open circuit voltage (OCV, Open circuit voltage) of the electrolyte It can be measured.

상기 농도측정부(200)를 통해 전해액의 개방회로전압(OCV, Open circuit voltage)을 측정하는 것은, 상기 제1챔버(210)에 양극 전해액을 유입하고, 상기 제2챔버(210)에 음극 전해액을 유입한 상태에서, 상기 전원부(240)에 전원을 인가하면, 산화/환원 반응에 따른 양극(제1챔버측)과 음극(제2챔버측)의 전위차가 발생하게 되고, 이러한 전위차를 통하여 개방회로전압(OCV, Open circuit voltage)을 측정할 수 있다.Measuring the open circuit voltage (OCV, Open Circuit Voltage) of the electrolyte through the concentration measuring unit 200, the cathode electrolyte flows into the first chamber 210, the cathode electrolyte into the second chamber 210 When the power is applied to the power supply unit 240 in the state of inflow, a potential difference between the positive electrode (first chamber side) and the negative electrode (second chamber side) is generated according to the oxidation / reduction reaction, and is opened through the potential difference. Open circuit voltage (OCV) can be measured.

계속해서, 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 산화-환원 유동전지(10)는, 산화-환원 유동전지를 제어하기 위한 메인컨트롤러(70)를 포함할 수 있으며, 상기 메인컨트롤러(70)는, 상기 온도제어부(40)를 제어하거나, 상기 농도측정부(200)에 의해 측정된 개방회로전압에 대한 정보를 수집할 수 있다.Subsequently, referring to FIG. 1, the redox flow battery 10 according to the present invention may include a main controller 70 for controlling the redox flow battery, and the main controller 70 may include: In addition, the temperature control unit 40 may be controlled, or information on the open circuit voltage measured by the concentration measuring unit 200 may be collected.

또한, 상기 메인컨트롤러(70)는 후술할 바와 같이, 상기 개방회로전압 및 상기 전해액의 온도에 따른 최적을 전류부하를 선정할 수 있으며, 또한, 상기 최적의 전류부하 값에 의한 상기 산화-환원 유동전지 셀의 출력전압을 결정할 수 있다.In addition, as described below, the main controller 70 may select an optimal current load according to the open circuit voltage and the temperature of the electrolyte, and further, the redox flow based on the optimum current load value. The output voltage of the battery cell can be determined.

상술한 바와 같이, 일반적으로, 상기 산화-환원 유동전지는 계절과 날씨에 따라 전해액 저장조의 온도 범위가 변화하게 되는데, 이러한 시스템에서의 온도 변화는 전기화학적 반응속도에 영향을 미치며, 온도 증가에 따라 반응률이 증가한다.As described above, in general, the redox flow battery is a temperature range of the electrolyte reservoir in accordance with the season and the weather, the temperature change in such a system affects the electrochemical reaction rate, as the temperature increases The reaction rate is increased.

하지만, 고온의 전해액 온도에서는 전해액의 석출 현상에 따른 전해액의 농도 변화가 발생하며, 이러한 전해액의 농도의 변화는 시스템의 성능감소를 야기하게 된다.However, at a high temperature of the electrolyte, a change in concentration of the electrolyte occurs due to precipitation of the electrolyte, and the change in the concentration of the electrolyte causes a decrease in performance of the system.

따라서, 전해액의 농도를 일정하게 유지하기 위하여, 상기 산화-환원 유동전지의 온도를 일정하게 유지하는 것을 고려할 수 있으나, 이는 매우 어려운 일이며, 특히, 전해액의 온도를 일정하게 유지시키는 것만으로는 전해액의 농도를 일정하게 유지시키는 것이 어려운 점이 있다.Therefore, in order to maintain a constant concentration of the electrolyte, it may be considered to maintain a constant temperature of the oxidation-reduction fluid battery, but this is very difficult, in particular, only by keeping the temperature of the electrolyte constant There is a difficulty in keeping the concentration of.

이에 따라, 본 발명에서는 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전해액의 온도 인자 및 전해액의 농도 인자를 고려하여, 최적 효율로 산화-환원 유동 전지를 제어하기 위한, 산화-환원 유동 전지 및 이의 제어방법을 제공하고자 한다.Accordingly, in the present invention, the problem to be solved by the present invention, in consideration of the temperature factor of the electrolyte solution and the concentration factor of the electrolyte solution, for controlling the redox flow battery with optimum efficiency, the redox flow battery and its control method To provide.

이하에서는 본 발명에 따른 산화-환원 유동전지의 제어방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, a control method of a redox flow battery according to the present invention will be described.

도 4는 본 발명에 따른 산화-환원 유동전지의 제어방법을 설명하기 위한 개략적인 흐름도이다.4 is a schematic flowchart illustrating a control method of a redox flow battery according to the present invention.

도 4를 참조하면, 먼저, 본 발명에 따른 산화-환원 유동전지의 제어방법은, 산화-환원 유동전지 셀에 공급되는 전해액의 개방회로전압을 측정하는 단계를 포함한다(S110).Referring to FIG. 4, first, a control method of a redox flow battery according to the present invention includes measuring an open circuit voltage of an electrolyte supplied to a redox flow battery cell (S110).

본 발명에서 전해액의 개방회로전압을 측정하는 것은, 상술한 도 1의 농도측정부(200)를 통해 전해액의 개방회로전압(OCV, Open circuit voltage)을 측정할 수 있다.Measuring the open circuit voltage of the electrolyte in the present invention, it is possible to measure the open circuit voltage (OCV, Open Circuit Voltage) of the electrolyte through the concentration measuring unit 200 of FIG.

다음으로, 본 발명에 따른 산화-환원 유동전지의 제어방법은, 상기 개방회로전압 및 상기 전해액의 온도에 따른 최적의 전류부하를 선정하는 단계를 포함한다(S120).Next, the control method of the redox flow battery according to the present invention includes the step of selecting the optimal current load according to the open circuit voltage and the temperature of the electrolyte (S120).

상기 전해액의 온도를 측정하는 것은, 상술한 도 1의 온도제어부(40)를 통해 측정할 수 있으며, 더 나아가, 본 발명에서는, 상기 온도제어부(40)를 통해, 상기 전해액의 온도를 조절할 수 있다.The temperature of the electrolyte may be measured by the temperature controller 40 of FIG. 1 described above, and furthermore, in the present invention, the temperature of the electrolyte may be adjusted through the temperature controller 40. .

한편, 상기 개방회로전압 및 상기 전해액의 온도에 따른 최적의 전류부하를 선정하는 것은, 상술한 도 1의 메인컨트롤러(70)에서 수행할 수 있다.Meanwhile, selecting an optimal current load according to the open circuit voltage and the temperature of the electrolyte may be performed by the main controller 70 of FIG. 1.

도 5는 전해액의 개방회로전압과 온도에 따른 최적의 전류부하의 예를 도시하는 그래프이다. 이때, 도 5에서 Y축은 개방회로전압을 도시하고 있으며, X축은 최적의 전류부하를 도시하고 있다.5 is a graph showing an example of an optimum current load according to the open circuit voltage and temperature of the electrolyte. At this time, in Figure 5, the Y axis shows the open circuit voltage, the X axis shows the optimum current load.

도 5를 참조하면, 전해액의 온도 분포가 5℃ 내지 55℃의 범위인 상황에서, 상술한 도 1의 농도측정부(200)를 통해 측정된 전해액의 개방회로전압(OCV, Open circuit voltage)에 따른 최적의 전류부하(Load)를 선정할 수 있다.Referring to FIG. 5, in the situation where the temperature distribution of the electrolyte is in the range of 5 ° C. to 55 ° C., the open circuit voltage (OCV) of the electrolyte measured through the concentration measuring unit 200 of FIG. 1 described above. The optimal current load can be selected.

상기 최적의 전류부하(Load)는 산화-환원 유동전지 셀의 방전모드에서의 방전전류를 의미한다.The optimal current load refers to the discharge current in the discharge mode of the redox flow battery cell.

즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 전해액의 개방회로전압(OCV, Open circuit voltage)이 동일한 상황이라하더라도, 상기 전해액의 온도가 상이해지면, 최적의 전류부하(Load)가 상이해지게 된다.That is, as shown in FIG. 5, even when the open circuit voltage (OCV) of the electrolyte is the same, when the temperature of the electrolyte is different, the optimum current load is different.

따라서, 본 발명에서는, 온도제어부(40)를 통해 전해액의 온도를 측정하고, 농도측정부(200)를 통해 전해액의 개방회로전압(OCV, Open circuit voltage)을 측정하여, 상기 전해액의 온도 인자와 상기 전해액의 농도 인자를 고려하여, 산화-환원 유동전지 셀의 방전모드에서의 최적의 방전전류, 즉, 최적의 전류부하(Load)를 선정할 수 있다.Therefore, in the present invention, by measuring the temperature of the electrolyte through the temperature control unit 40, and measuring the open circuit voltage (OCV, Open circuit voltage) of the electrolyte through the concentration measuring unit 200, In consideration of the concentration factor of the electrolyte, an optimal discharge current, that is, an optimum current load in the discharge mode of the redox flow battery cell may be selected.

다음으로, 본 발명에 따른 산화-환원 유동전지의 제어방법은, 상기 산화-환원 유동전지 셀의 충전상태(SOC, State of Charge)를 측정하는 단계를 포함한다(S130).Next, the control method of the redox flow battery according to the present invention includes the step of measuring the state of charge (SOC) of the redox flow battery cell (S130).

이때, 상기 산화-환원 유동전지 셀의 충전상태(SOC, State of Charge)를 측정하는 것은, 상술한 도 1의 메인컨트롤러(70)에서 수행할 수 있다.In this case, the state of charge (SOC) of the redox flow battery cell may be measured by the main controller 70 of FIG. 1.

상기 SOC는 완전 충전 시의 2차 전지의 잔존 용량(이른바, 전지 용량)에 대한 각 시점의 2차 전지의 잔존 용량의 비율을 의미한다.The SOC means a ratio of the remaining capacity of the secondary battery at each time point to the remaining capacity (so-called battery capacity) of the secondary battery at the time of full charge.

이때, 2차 전지의 SOC를 측정하기 위한 방법으로서, 일반적으로, 개방회로전압-충전상태 특성(이하, "OCV-SOC 특성"이라고도 한다.)을 이용하여, 개방회로전압의 측정값으로부터 SOC를 구하는 방법과, 2차 전지의 충방전 전류를 적산(積算)하여, 그 적산값의 2차 전지의 총용량에 대한 비율로서 구하는 방법이 있다.At this time, as a method for measuring the SOC of the secondary battery, the SOC is generally determined from the measured value of the open circuit voltage by using an open circuit voltage-charge state characteristic (hereinafter also referred to as "OCV-SOC characteristic"). There are a method of obtaining and a method of integrating the charge / discharge current of the secondary battery and calculating the integrated value as a ratio with respect to the total capacity of the secondary battery.

후자의 2차 전지의 충방전 전류를 적산하는 방법에서는, SOC를 구할 때의 분모가 되는 2차 전지의 총 용량으로서, 통상은 2차 전지의 초기의 총용량을 사용하므로, 2차 전지가 열화되어 전지 용량이 저하되면, 구한 SOC가 오차를 포함하게 된다.In the method of integrating the charge / discharge current of the latter secondary battery, the secondary battery is deteriorated since the total capacity of the secondary battery, which is the denominator when obtaining SOC, is usually used. When the battery capacity falls, the obtained SOC includes an error.

하지만, 개방회로전압-충전상태 특성을 이용하는 방법에서는, 통상, 2차 전지가 열화되어 2차 전지의 총용량이 변화되어도 OCV-SOC 특성 자체는 변화되지 않으므로, 2차 전지의 SOC를 측정하는 방법으로 많이 이용되고 있다.However, in the method using the open-circuit voltage-charge state characteristic, the OCV-SOC characteristic itself does not change even when the secondary battery deteriorates and the total capacity of the secondary battery changes. It is used a lot.

이는 당업계에서 자명한 사항에 해당하므로, 이하 구체적인 설명은 생략하기로 하며, 다만, 본 발명에서 상기 산화-환원 유동전지 셀의 충전상태를 측정하는 방법을 제한하는 것은 아니다.Since this corresponds to the obvious matters in the art, the following detailed description will be omitted, but it is not limited to the method for measuring the state of charge of the redox flow battery cell in the present invention.

도 6은 셀의 충전상태에 따른 셀 전압의 예를 도시하는 그래프이다. 이때, 도 6에서의 셀 전압은, 산화-환원 유동전지 셀의 방전모드에서 방전전류가 흐르는 동안의 출력전압을 의미한다.6 is a graph showing an example of the cell voltage according to the state of charge of the cell. At this time, the cell voltage in Figure 6 means the output voltage during the discharge current flows in the discharge mode of the redox flow battery cell.

도 6에 도시된 바와 같이, 일반적으로, 상기 셀 전압은 셀의 충전상태가 0% 내지 100%의 범위에서 각각 상이하게 된다.As shown in FIG. 6, in general, the cell voltages are different in the range of 0% to 100% of the state of charge of the cells.

하지만, 도 6에 도시된 바와 같이, 일반적으로, 셀 전압은 셀의 충전상태에 따른 인자만을 고려할 뿐, 상기 전해액의 온도 인자와 상기 전해액의 농도 인자는 전혀 고려되고 있지 않은 상황이다.However, as shown in FIG. 6, in general, the cell voltage only considers the factors depending on the state of charge of the cell, and the temperature factor of the electrolyte and the concentration factor of the electrolyte are not considered at all.

따라서, 본 발명에서는, 산화-환원 유동전지 셀의 방전모드에서 방전전류가 흐르는 동안의 출력전압을 결정함에 있어서, 셀의 충전상태 뿐만 아니라, 전해액의 온도 인자와 전해액의 농도 인자를 고려함으로써, 산화-환원 유동전지 셀의 최적의 출력전압을 결정하고자 한다.Therefore, in the present invention, in determining the output voltage during the discharge current in the discharge mode of the redox flow battery cell, not only the state of charge of the cell, but also the temperature factor of the electrolyte and the concentration factor of the electrolyte, -To determine the optimum output voltage of the reduced flow battery cell.

이에 따라, 본 발명에 따른 산화-환원 유동전지의 제어방법은, 상기 충전상태(SOC, State of Charge) 및 상기 최적의 전류부하 값에 따라, 상기 산화-환원 유동 전지 셀의 출력전압을 결정하는 단계를 포함한다(S140).Accordingly, in the control method of the redox flow battery according to the present invention, the output voltage of the redox flow battery cell is determined according to the state of charge (SOC) and the optimum current load value. It includes a step (S140).

상술한 바와 같이, 상기 최적의 전류부하 값은, 온도제어부(40)를 통해 전해액의 온도를 측정하고, 농도측정부(200)를 통해 전해액의 개방회로전압(OCV, Open circuit voltage)을 측정하여 선정된 값으로, 즉, 상기 전해액의 온도 인자와 상기 전해액의 농도 인자를 고려하여 선정된 값에 해당한다.As described above, the optimum current load value, by measuring the temperature of the electrolyte through the temperature control unit 40, by measuring the open circuit voltage (OCV, Open Circuit Voltage) of the electrolyte through the concentration measuring unit 200 The selected value corresponds to a value selected in consideration of the temperature factor of the electrolyte solution and the concentration factor of the electrolyte solution.

따라서, 본 발명에서 상기 산화-환원 유동 전지 셀의 출력전압을 결정하는 것은, 산화-환원 유동 전지 셀의 충전상태 뿐만 아니라, 산화-환원 유동 전지 셀에 제공되는 전해액의 온도 인자와 농도 인자를 고려하여 결정할 수 있다.Therefore, in the present invention, determining the output voltage of the redox flow battery cell takes into account not only the state of charge of the redox flow battery cell, but also the temperature factor and concentration factor of the electrolyte solution provided to the redox flow battery cell. Can be determined.

도 7은 셀의 충전상태 및 방전전류에 따른 셀 전압의 예를 도시하는 그래프이다. 이때, 도 7에서 X축의 방전 전류는 S120 단계에서 선정된 최적의 전류부하(Load) 값으로, 상기 전해액의 온도 인자와 상기 전해액의 농도 인자를 고려하여 선정된 값이며, Y축의 셀 전압은, 산화-환원 유동전지 셀의 방전모드에서 방전전류가 흐르는 동안의 출력전압을 의미한다. 또한, SOC 10, SOC 30, SOC 60, SOC 90 및 SOC 100은 각각, 셀의 충전상태가 10%, 30%, 60%, 90% 및 100%인 것을 의미한다.7 is a graph showing an example of the cell voltage according to the state of charge and discharge current of the cell. In this case, the discharge current of the X-axis in Figure 7 is the optimum current load (Load) value selected in step S120, the value is selected in consideration of the temperature factor and the concentration factor of the electrolyte, the cell voltage on the Y-axis, The output voltage during the discharge current in the discharge mode of the redox flow battery cell. In addition, SOC 10, SOC 30, SOC 60, SOC 90 and SOC 100 means that the state of charge of the cell is 10%, 30%, 60%, 90% and 100%, respectively.

도 7에 도시된 바와 같이, 예를 들어, SOC 60의 경우, 셀 전압이 방전전류 값에 따라 상이해지는 것을 확인할 수 있으며, 보다 구체적으로, 방전전류, 즉, 최적의 전류부하(Load) 값이 900A/㎡인 경우, 셀 전압 즉, 최적의 출력전압이 1V에 해당하나, 방전전류, 즉, 최적의 전류부하(Load) 값이 300A/㎡인 경우, 셀 전압 즉, 최적의 출력전압이 1.3V에 해당함을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 7, for example, in the case of SOC 60, the cell voltage may be different depending on the discharge current value. More specifically, the discharge current, that is, the optimum current load value may be determined. In the case of 900 A / m 2, the cell voltage, that is, the optimum output voltage corresponds to 1 V, but when the discharge current, that is, the optimum current load value is 300 A / m 2, the cell voltage, that is, the optimum output voltage is 1.3 V. You can see that it corresponds to V.

이때, 도 6의 셀의 충전상태에 따른 셀 전압의 예를 도시하는 그래프에서는, 충전상태가 60% 경우에, 셀 전압이 1.4V인 것과 비교하여, 상기 산화-환원 유동 전지 셀의 출력전압을 결정함에 있어서, 도 6의 경우, 산화-환원 유동 전지 셀의 충전상태만을 고려하였으나, 본 발명에서는, 동일하게 충전상태가 60%라 하더라도, 전해액의 온도 인자와 농도 인자를 고려함으로써, 최적의 전류부하(Load) 값에 따른 최적의 출력전압을 결정할 수 있다.At this time, in the graph showing an example of the cell voltage according to the state of charge of the cell of FIG. 6, when the state of charge is 60%, the output voltage of the redox flow battery cell is compared with that of the cell voltage of 1.4 V. In determining, in the case of Figure 6, only the state of charge of the redox flow battery cell was considered, but in the present invention, even if the state of charge equally 60%, by considering the temperature factor and concentration factor of the electrolyte solution, the optimum current The optimum output voltage can be determined according to the load value.

이상과 같이, 본 발명에서는, 이상과 같이, 본 발명에서는, 전해액의 온도 및 농도를 일정하게 유지시키는 관점 보다는, 현 상태에서의 전해액의 온도 인자 및 농도 인자를 고려하여, 최적의 방전전류를 결정하고, 또한, 이를 통하여 최적의 출력전압을 결정하여, 최적의 방전전류 값 및 최적의 출력전압에 따라 상기 산화-환원 유동 전지를 방전시킬 수 있다.As described above, in the present invention, as described above, in the present invention, the optimum discharge current is determined in consideration of the temperature factor and the concentration factor of the electrolyte solution in the current state, rather than the viewpoint of keeping the temperature and concentration of the electrolyte solution constant. In addition, the optimum output voltage may be determined through this, and the redox flow battery may be discharged according to an optimum discharge current value and an optimum output voltage.

또한, 최적의 방전전류 값 및 최적의 출력전압에 따라 상기 산화-환원 유동 전지를 방전시킴으로써, 상기 산화-환원 유동전지 셀의 열화를 방지할 수 있다.In addition, deterioration of the redox flow battery cell can be prevented by discharging the redox flow battery according to an optimum discharge current value and an optimum output voltage.

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains may implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. You will understand that. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.

Claims (11)

산화-환원 유동전지 셀을 포함하는 스택부;
상기 스택부에 전해액을 공급하거나, 상기 스택부로부터 전해액을 회수하기 위한 전해액 탱크부;
상기 전해액 탱크부로부터 상기 스택부에 전해액을 공급하기 위한 전해액 공급라인;
상기 스택부로부터 배출된 전해액을 상기 전해액 탱크부로 회수하기 위한 전해액 회수라인;
상기 전해액 탱크부의 온도를 제어하기 위한 온도제어부; 및
상기 전해액 공급라인과 연결되는 농도측정부를 포함하고,
상기 농도측정부를 통해 상기 산화-환원 유동전지 셀에 공급되는 전해액의 개방회로전압을 측정하고, 상기 온도제어부를 통해 상기 전해액의 온도를 측정하며,
상기 개방회로전압 및 상기 전해액의 온도에 따른, 상기 산화-환원 유동전지 셀의 최적의 전류부하를 선정하는 것을 특징으로 하는 산화-환원 유동전지.
A stack unit including a redox flow battery cell;
An electrolyte tank unit for supplying an electrolyte solution to the stack unit or recovering an electrolyte solution from the stack unit;
An electrolyte supply line for supplying an electrolyte solution to the stack part from the electrolyte tank part;
An electrolyte recovery line for recovering the electrolyte solution discharged from the stack unit to the electrolyte tank unit;
A temperature control unit for controlling the temperature of the electrolyte tank unit; And
It includes a concentration measuring unit connected to the electrolyte supply line,
The open circuit voltage of the electrolyte supplied to the redox flow battery cell is measured through the concentration measuring unit, and the temperature of the electrolyte is measured through the temperature control unit.
The redox flow battery, characterized in that for selecting the optimum current load of the redox flow battery cell according to the open circuit voltage and the temperature of the electrolyte.
제 1 항에 있어서,
상기 전해액 탱크부는, 상기 스택부에 양극 전해액을 공급하기 위한 양극 전해액 공급 탱크; 상기 스택부에 음극 전해액을 공급하기 위한 음극 전해액 공급 탱크; 상기 스택부로부터 배출된 양극 전해액을 회수하기 위한 양극 전해액 회수 탱크; 및 상기 스택부로부터 배출된 음극 전해액을 회수하기 위한 음극 전해액 회수 탱크를 포함하며,
상기 전해액 탱크부는 메인탱크를 포함하고, 상기 메인탱크는 상기 양극 전해액 공급 탱크와 상기 양극 전해액 회수 탱크를 구획하는 제1격벽; 상기 음극 전해액 공급 탱크와 상기 음극 전해액 회수 탱크를 구획하는 제2격벽; 및 상기 양극 전해액 공급 탱크와 상기 음극 전해액 공급 탱크를 구획하는 제3격벽을 포함하는 산화-환원 유동전지.
The method of claim 1,
The electrolyte tank unit, an anode electrolyte supply tank for supplying a cathode electrolyte solution to the stack portion; A cathode electrolyte supply tank for supplying a cathode electrolyte to the stack part; A cathode electrolyte recovery tank for recovering the anode electrolyte discharged from the stack unit; And a cathode electrolyte recovery tank for recovering the cathode electrolyte discharged from the stack unit.
The electrolyte tank unit includes a main tank, wherein the main tank comprises: a first partition wall partitioning the anode electrolyte supply tank and the cathode electrolyte recovery tank; A second partition partitioning the cathode electrolyte supply tank and the cathode electrolyte recovery tank; And a third partition wall partitioning the cathode electrolyte supply tank and the anode electrolyte supply tank.
제 2 항에 있어서,
상기 온도제어부는 상기 양극 전해액 공급 탱크의 양극 전해액 및 상기 음극 전해액 공급 탱크의 음극 전해액의 온도를 제어하고,
상기 온도제어부는, 상기 양극 전해액 공급 탱크의 양극 전해액 및 상기 음극 전해액 공급 탱크의 음극 전해액의 온도를 측정하기 위한 온도센서; 상기 양극 전해액 및 상기 음극 전해액을 냉각 또는 가열하기 위한 유체를 공급하는 유체공급원; 및 상기 유체공급원으로부터 공급된 유체를 순환시키기 위한 유체순환라인을 포함하는 산화-환원 유동전지.
The method of claim 2,
The temperature control unit controls the temperature of the anode electrolyte of the cathode electrolyte supply tank and the cathode electrolyte of the cathode electrolyte supply tank,
The temperature control unit includes a temperature sensor for measuring the temperature of the anode electrolyte of the cathode electrolyte supply tank and the cathode electrolyte of the cathode electrolyte supply tank; A fluid supply source supplying a fluid for cooling or heating the cathode electrolyte and the cathode electrolyte; And a fluid circulation line for circulating the fluid supplied from the fluid source.
제 3 항에 있어서,
상기 유체순환라인은, 상기 제1격벽, 상기 제2격벽, 상기 제3격벽, 상기 양극 전해액 공급 탱크의 하부에 위치하는 메인탱크영역 및 상기 음극 전해액 공급 탱크의 하부에 위치하는 메인탱크영역에 설치되는 산화-환원 유동전지.
The method of claim 3, wherein
The fluid circulation line may be installed in the first partition wall, the second partition wall, the third partition wall, a main tank area located below the anode electrolyte supply tank, and a main tank area located below the cathode electrolyte supply tank. Redox flow cell.
제 2 항에 있어서,
상기 전해액 공급라인은, 상기 양극 전해액 공급 탱크로부터 상기 스택부에 양극 전해액을 공급하기 위한 양극 전해액 공급라인; 및 상기 음극 전해액 공급 탱크로부터 상기 스택부에 음극 전해액을 공급하기 위한 음극 전해액 공급라인을 포함하는 산화-환원 유동전지.
The method of claim 2,
The electrolyte supply line, the cathode electrolyte supply line for supplying a cathode electrolyte solution to the stack portion from the anode electrolyte supply tank; And a cathode electrolyte supply line for supplying cathode electrolyte to the stack from the cathode electrolyte supply tank.
제 5 항에 있어서,
상기 농도측정부는, 상기 양극 전해액 공급라인과 연결되는 제1챔버; 상기 음극 전해액 공급라인과 연결되는 제2챔버; 상기 제1챔버와 상기 제2챔버의 사이에 위치하는 멤브레인; 상기 제1챔버 측에 위치하는 제1단자판; 상기 제2챔버 측에 위치하는 제2단자판; 및 상기 제1단자판 및 상기 제2단자판에 전원을 인가하기 위한 전원부를 포함하는 산화-환원 유동전지.
The method of claim 5,
The concentration measuring unit may include a first chamber connected to the cathode electrolyte supply line; A second chamber connected to the cathode electrolyte supply line; A membrane located between the first chamber and the second chamber; A first terminal plate positioned at the first chamber side; A second terminal plate positioned on the second chamber side; And a power supply unit for applying power to the first terminal plate and the second terminal plate.
제 6 항에 있어서,
상기 농도측정부는,
상기 제1챔버의 일측과 연결되고, 양극 전해액이 유입되는 양극 전해액 유입 채널; 상기 제1챔버의 타측과 연결되고, 양극 전해액이 배출되는 양극 전해액 배출 채널; 상기 제2챔버의 일측과 연결되고, 음극 전해액이 유입되는 음극 전해액 유입 채널; 및 상기 제2챔버의 타측과 연결되고, 음극 전해액이 배출되는 음극 전해액 배출 채널을 더 포함하고,
상기 농도측정부는, 상기 양극 전해액 유입 채널과 상기 양극 전해액 공급라인을 연결하는 양극 전해액 보조공급라인; 상기 양극 전해액 배출 채널과 상기 양극 전해액 공급라인을 연결하는 양극 전해액 보조배출라인; 상기 음극 전해액 유입 채널과 상기 음극 전해액 공급라인을 연결하는 음극 전해액 보조공급라인; 및 상기 음극 전해액 배출 채널과 상기 음극 전해액 공급라인을 연결하는 음극 전해액 보조배출라인을 더 포함하는 산화-환원 유동전지.
The method of claim 6,
The concentration measuring unit,
A positive electrolyte inflow channel connected to one side of the first chamber and into which the positive electrolyte flows; A positive electrolyte discharge channel connected to the other side of the first chamber and discharging the positive electrolyte; A cathode electrolyte inflow channel connected to one side of the second chamber and into which the cathode electrolyte is introduced; And a cathode electrolyte discharge channel connected to the other side of the second chamber and through which the cathode electrolyte is discharged.
The concentration measuring unit, an anode electrolyte auxiliary supply line connecting the cathode electrolyte inlet channel and the anode electrolyte supply line; An anode electrolyte auxiliary discharge line connecting the cathode electrolyte discharge channel and the anode electrolyte supply line; A cathode electrolyte auxiliary supply line connecting the cathode electrolyte inflow channel and the cathode electrolyte supply line; And a cathode electrolyte auxiliary discharge line connecting the cathode electrolyte discharge channel and the cathode electrolyte supply line.
제 1 항에 있어서,
상기 산화-환원 유동전지 셀은 이온 교환막인 멤브레인과, 상기 멤브레인을 사이에 두고 위치하는 제1전극부 및 제2전극부를 포함하는 산화-환원 유동전지.
The method of claim 1,
The redox flow battery cell includes a membrane which is an ion exchange membrane, and a first electrode portion and a second electrode portion positioned with the membrane interposed therebetween.
산화-환원 유동전지 셀에 공급되는 전해액의 개방회로전압을 측정하는 단계;
상기 개방회로전압 및 상기 전해액의 온도에 따른, 상기 산화-환원 유동전지 셀의 최적의 전류부하를 선정하는 단계;
상기 산화-환원 유동전지 셀의 충전상태(SOC, State of Charge)를 측정하는 단계; 및
상기 충전상태(SOC, State of Charge) 및 상기 최적의 전류부하 값에 따라, 상기 산화-환원 유동 전지 셀의 출력전압을 결정하는 단계를 포함하는 산화-환원 유동전지의 제어방법.
Measuring an open circuit voltage of an electrolyte supplied to the redox flow battery cell;
Selecting an optimal current load of the redox flow battery cell according to the open circuit voltage and the temperature of the electrolyte solution;
Measuring a state of charge (SOC) of the redox flow battery cell; And
And determining an output voltage of the redox flow battery cell according to the state of charge (SOC) and the optimum current load value.
제 9 항에 있어서,
상기 산화-환원 유동전지는, 상기 산화-환원 유동전지 셀을 적어도 1개 이상 포함하는 스택부; 상기 스택부에 전해액을 공급하거나, 상기 스택부로부터 전해액을 회수하기 위한 전해액 탱크부; 상기 전해액 탱크부로부터 상기 스택부에 전해액을 공급하기 위한 전해액 공급라인; 상기 스택부로부터 배출된 전해액을 상기 전해액 탱크부로 회수하기 위한 전해액 회수라인; 상기 전해액 탱크부의 온도를 제어하기 위한 온도제어부; 및 상기 전해액 공급라인과 연결되는 농도측정부를 포함하며,
상기 농도측정부를 통해 상기 개방회로전압을 측정하고, 상기 온도제어부를 통해 상기 전해액의 온도를 측정하는 산화-환원 유동전지의 제어방법.
The method of claim 9,
The redox flow battery may include a stack unit including at least one of the redox flow battery cells; An electrolyte tank unit for supplying an electrolyte solution to the stack unit or recovering an electrolyte solution from the stack unit; An electrolyte supply line for supplying an electrolyte solution to the stack part from the electrolyte tank part; An electrolyte recovery line for recovering the electrolyte solution discharged from the stack unit to the electrolyte tank unit; A temperature control unit for controlling the temperature of the electrolyte tank unit; And a concentration measurement unit connected to the electrolyte supply line,
Measuring the open circuit voltage through the concentration measuring unit, the control method of the redox flow battery for measuring the temperature of the electrolyte through the temperature control unit.
제 10 항에 있어서,
상기 최적의 전류부하 값은, 상기 산화-환원 유동전지 셀의 방전모드에서의 방전전류 값이고, 상기 출력전압은 상기 산화-환원 유동전지 셀의 방전모드에서 상기 방전전류가 흐르는 동안의 셀 전압인 것을 특징으로 하는 산화-환원 유동전지의 제어방법.
The method of claim 10,
The optimum current load value is a discharge current value in the discharge mode of the redox flow battery cell, and the output voltage is a cell voltage during the discharge current in the discharge mode of the redox flow battery cell. Control method of a redox flow battery, characterized in that.
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