[发明专利]使用加压多室罐的集成水循环系统

说明书

一种用于氧化还原液流电池系统的多室电解质存储罐，该存储罐可以包括第一电解质室和第二电解质室以及隔壁，其中第一电解质室和第二电解质室分别流体地耦接到氧化还原液流电池单元的第一侧和第二侧，第一电解质室和第二电解质室分别包括第一液体电解质体积和第二液体电解质体积，第一液体电解质体积和第二液体电解质体积由位于其间的隔壁分隔。以这种方式，可以降低氧化还原液流电池系统的制造和运行复杂性。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年4月28日提交的题为“使用加压多室罐的集成水循环系统”、申请号为No.62/491,973的美国临时申请的优先权。上述申请的全部内容出于所有目的通过引用并入本文。

政府支持声明

本发明是在政府支持下根据合同编号DEAR0000261做出的，由美国能源部的ARPA-E办公室授予。政府拥有本发明的某些权利。

技术领域

本申请一般涉及液流电池系统。

背景技术和发明内容

常规的氧化还原液流电池系统可以利用分开的独立罐来存储/供应正电解质和负电解质，每个罐都有其自己的占地，并且每个罐在氧化还原液流电池系统操作期间都会经受惰性气体吹扫，如图7示。可以使用额外的独立罐来存储/供应氢气。这样的氧化还原液流电池系统可以包括专用的气/液分离系统600，该分离系统600包括用于每个正电解质罐和负电解质罐的分隔件；气/液分离系统可用于从正电解质和负电解质分离氢气，从而在将氢气存储在专用氢气存储罐中之前，用蓄能器(accumulator)浓缩氢气，如图6所示。结果，常规的氧化还原液流电池系统可以包括许多辅助处理单元，这增大了制造成本和操作复杂性。

在一个实施例中，上述问题可以通过用于氧化还原液流电池系统的多室电解质存储罐至少部分地解决，该多室电解质存储罐包括第一电解质室和第二电解质室以及隔壁(bulkhead)，其中第一电解质室和第二电解质室分别流体地耦接到氧化还原液流电池单元的第一侧和第二侧，第一电解质室和第二电解质室分别包括第一液体电解质体积和第二液体电解质体积，第一液体电解质体积和第二液体电解质体积由位于其间的隔壁分隔。

以这种方式，可以排除几个辅助处理单元，例如气/液分隔件和专用气体存储罐，从而降低了制造和操作的复杂性。此外，将电解质室和气体存储集成在单个多室电解质存储罐中可以显著简化氧化还原液流电池系统的布局并减少系统占地。此外，将氢气存储在多室电解质存储罐中的液体电解质室上方的顶部空间中，允许自发的气液分离，同时为液体电解质提供惰性气体覆盖层，从而减少了液体电解质的氧化并减少氧化还原液流电池系统的容量损失。

应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一些构思。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征，其范围由具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出了具有多室电解质存储罐的氧化还原液流电池系统的示意图。

图2示出了图1的多室电解质存储罐的纵向内部剖视图。

图3A和图3B分别示出了图1的多室电解质存储罐的俯视外部透视图和侧视外部透视图。

图4示出了图1的多室电解质存储罐的端部外部透视图。

图5A和图5B示出了液流电池系统的示例性布局的侧视透视图和俯视透视图，该液流电池系统包括具有图1的多室电解质存储罐的氧化还原液流电池系统。

图6示出了在液流电池系统中使用的常规氢分离和存储设置的示意图。

图7示出了具有两个分开的电解质存储罐的液流电池系统的图示。