AT528518B1 - Stackregal für eine Redox-Durchflussbatterie - Google Patents
Stackregal für eine Redox-DurchflussbatterieInfo
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- AT528518B1 AT528518B1 ATA50045/2025A AT500452025A AT528518B1 AT 528518 B1 AT528518 B1 AT 528518B1 AT 500452025 A AT500452025 A AT 500452025A AT 528518 B1 AT528518 B1 AT 528518B1
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Abstract
Um bei einer Anordnung von Komponenten einer Redox-Durchflussbatterie (1), wie z.B. Zellstacks (10) und/oder einem Fluidverteilsystem, insbesondere Elektrolytpumpen (9a, 9b), in einem Stackregal (60) die Sicherheit im Fall einer Leckage gewährleisten zu können und gleichzeitig die Komponenten, wie Zellstacks (10) und/oder Elektrolytpumpen (9a, 9b), für Wartung und/oder Aufrüstung leicht zugänglich zu machen, wird ein Stackregal (60) für eine Redox-Durchflussbatterie (1, 41) vorgeschlagen, welche zumindest Aufbewahrungstanks (13a, 13b) zur Speicherung elektrisch unterschiedlich geladener Elektrolyte (14a, 14b), eine Mehrzahl an Zellstacks (10), von denen jeder eine Vielzahl an elektrochemischen Einzelzellen (2) bestehend aus einer positiven Halbzelle (2a) und einer negativen Halbzelle (2b) aufweist, sowie ein Fluidverteilsystem aufweist, welches zumindest Elektrolytpumpen (9a, 9b) und eine Verrohrung (15) umfasst und mit welchem die Elektrolyte (14a, 14b) durch die Zellstacks (10) umwälzbar sind. Dieses Stackregal (60) umfasst ein Regalgerüst (61), an welchem zumindest die Zellstacks (10) und die Elektrolytpumpen (9a, 9b) des Fluidverteilsystem der Redox-Durchflussbatterie (1) anordenbar sind, und weist eine Auffangwanne (70) auf, welche als integrierter Bestandteil des Stackregals (60) ausgeführt ist, und derart am Regalgerüst (61) angebracht ist, dass zumindest ein Teil der am Regalgerüst (61) des Stackregals (60) anordnenbaren Zellstacks (10) und/oder Elektrolytpumpen (9a, 9b) von einem durch die Auffangwanne (70) gebildeten Auffangvolumen umschlossen sind. Weiterhin ist die Auffangwanne (70) derart ausgestaltet ist, dass zumindest ein Seitenteil (71) der Auffangwanne (70) öffenbar ist, um das von der Auffangwanne (70) gebildete Auffangvolumen und darin am Regalgerüst (61) anordenbare Zellstacks (10) und/oder Elektrolytpumpen (9a, 9b) zugänglich zu machen.
Description
STACKREGAL FÜR EINE REDOX-DURCHFLUSSBATTERIE
[0001] Die gegenständliche Erfindung betrifft ein Stackregal für eine Redox-Durchflussbatterie, welche zumindest Aufbewahrungstanks zur Speicherung elektrisch unterschiedlich geladener Elektrolyte, eine Mehrzahl an Zellstacks, von denen jeder eine Vielzahl an elektrochemischen Einzelzellen bestehend aus einer positiven Halbzelle und einer negativen Halbzelle aufweist, sowie ein Fluidverteilsystem mit Elektrolytpumpen und einer Verrohrung zur Fluidverteilung ausweist, wobei mit dem Fluidsystem die Elektrolyte durch die Zellstacks umwälzbar sind. Dabei umfasst das Stackregal ein Regalgerüst, an welchem zumindest die Zellstacks und die Elektrolytpumpen des Fluidverteilsystems der Redox-Durchflussbatterie anordenbar sind. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Redox-Durchflussbatterie, welche ein derartiges Stackregal aufweist.
STAND DER TECHNIK
[0002] Eine Redox-Durchflussbatterie ist ein hinlänglich bekannter Energiespeicher auf elektrochemischer Basis und besteht üblicherweise aus Aufbewahrungstanks zur Speicherung elektrisch unterschiedlich geladener, wie elektrisch positiver und negativer, Elektrolytflüssigkeiten oder Elektrolyten, sowie aus einem Fluidverteilsystem, mit welchem die Elektrolyten durch einen oder mehrere Zellstacks oder kurz Stacks umgewälzt werden können. Das Fluidverteilsystem umfasst dazu zumindest Elektrolytppumpen bzw. kurz Pumpen sowie Verrohrungen oder Leitungen, um die Elektrolyte den Zellstacks aus den Aufbewahrungstanks zuzuführen bzw. von diesen in die Aufbewahrungstanks abzuführen. Ein Zellstack weist üblicherweise eine Anzahl an elektrochemischen Einzelzellen auf, welche jeweils durch eine positive Halbzelle und eine negative Halbzelle gebildet werden. Die positive und negative Halbzelle einer Einzelzelle sind nebeneinanderliegend angeordnet und durch eine semipermeable Membran, typischerweise eine lonenaustauschermembran, voneinander getrennt. Die semipermeable Membran kann beispielsweise eine Kation- und/oder Anion-Austauschmembran, z.B. basierend auf einem sulfonierten Fluorpolymer wie z.B. Polytetrafluorethylen (PTFE) oder Nafion®, sein.
[0003] Die positive Halbzelle enthält eine in einem Rahmen befindliche positive Elektrode, die vom positiven Elektrolyten durchströmt wird. Die negative Halbzelle enthält eine in einem Rahmen befindliche negative Elektrode, die vom negativen Elektrolyten durchströmt wird. Der positive Elektrolyt und der negative Elektrolyt werden z.B. üblicherweise in separaten Tanks aufbewahrt und getrennt voneinander durch die Halbzellen umgewälzt. Die positiven und negativen Elektroden sind meist als poröse Filze aus Graphit gefertigt, die vom jeweiligen Elektrolyten durchströmt werden können.
[0004] Die Rahmen der Halbzellen werden nebeneinander angeordnet und die gebildeten Einzelzellen werden zu einem Zellstack miteinander verbunden, wobei sich negative und positive Halbzellen abwechseln. Zwischen einzelnen benachbarten Einzelzellen des Zellstacks sind elektrisch leitende Elektrodenplatten, beispielsweise Bipolarplatten, als Stromsammler angeordnet, welche meist aus einem Verbundmaterial aus Kohlenstoff und Kunststoff gefertigt werden. An den axialen Außenseiten der axial außen liegenden Einzelzellen des Zellstacks befinden sich an den Elektrodenplatten Stromabnehmer, über die ein elektrischer Kontakt nach außen geführt wird, um eine elektrische Spannung über den gesamten Zellstack abgreifen zu können (Entladen der Redox-Durchflussbatterie) oder um eine elektrische Spannung an den Zellstack anlegen zu können (Laden der Redox-Durchflussbatterie). Der Zellstack wird auf den axialen Außenseiten jeweils von einer Endplatte abgeschlossen, durch welche der Zellstack zusammengehalten wird.
[0005] Ein Elektrolyt einer Redox-Durchflussbatterie ist eine Flüssigkeit und umfasst im Wesentlichen ein elektrochemisches Redoxpaar bestehend aus einem ersten Redoxelement und einem zweiten Redoxelement jeweils in Form eines redoxaktiven Elements oder lons
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bzw. Kombinationen von redoxaktiven Elementen und/oder lonen mit unterschiedlichen elektrischen Ladungen (Oxidationszahlen). Es gibt eine Vielzahl an redoxaktiven Elementen oder lonen bzw. Kombinationen von redoxaktiven Elementen und/oder lonen, welche in einer Redox-Durchflussbatterie als Redoxpaare eingesetzt werden können. Die Redoxelemente eines Redoxpaares sind üblicherweise in der Elektrolytflüssigkeit gelöst. Die Elektrolytflüssigkeit ist üblicherweise eine wässrige Säure, wie beispielsweise wässrige Schwefelsäure. Es sind Redox-Durchflussbatterien mit unterschiedlichsten Kombinationen von Redoxpaaren bekannt. Einige nicht abschließende Beispiele von bekannten Kombinationen von Redoxpaaren sind V*/VS* vs. VO?*/VO»* (bei einer Vanadium Redox-Durchflussbatterie), V?+/VS+ vs. Br/CIBr2, Brz/ Br vs. S/S*-, Br/Br2 vs. Zn*/Zn, Ce*/Ce® vs. V4/VS*, Fe*/Fe** vs, Bra/Br ‚ Fe*/Fe** vs. Cr&/Cr?, Mn?/Mn®+ vs. Bro/Br, Fe®/Fe?* vs. Ti#/TiO? und andere. Die Redoxelemente können im Elektrolyten in unterschiedlichen chemischen Verbindungen enthalten sein, beispielsweise in Form von Sulfaten, wie Vanadiumsulfat, oder Chloriden, wie Vanadiumchlorid, wobei beispielsweise Vanadium-basierte Redox-Durchflussbatterien die größte Verbreitung aufweisen.
[0006] Bei einer Vanadium-basierten Redox-Durchflussbatterie beispielsweise besteht die positive Elektrolytflüssigkeit aus einem Redoxpaar in Form von einer Vanadiumspezies mit der Oxidationszahl +4 (auch als VY oder V* bezeichnet) und einer Vanadiumspezies mit der Oxidationszahl +5 (auch als VY oder V°* bezeichnet), wobei beim Laden die Vanadiumspezies mit der Oxidationszahl +4 zur elektrochemisch aktiven Vanadiumspezies mit der Oxidationszahl +5 oxidiert. Die negative Elektrolytflüssigkeit besteht aus einem Redoxpaar in Form von einer Vanadiumspezies mit der Oxidationszahl +2 (auch als V" oder V* bezeichnet) und aus einer Vanadiumspezies mit der Oxidationszahl +3 (auch als V'' oder V** bezeichnet), wobei beim Laden die Vanadiumspezies mit der Oxidationszahl +3 zur Vanadiumspezies mit der Oxidationszahl +2 reduziert wird. Damit hat die negative Elektrolytflüssigkeit ein elektrisch negativeres elektrochemisches Potential als die positive Elektrolytflüssigkeit.
[0007] Beim Betrieb einer Redox-Durchflussbatterie wird elektrische Energie an einen Verbraucher abgegeben oder von einer Energiequelle aufgenommen. Im Beispiel einer auf Vanadium basierenden Redox-Durchflussbatterie läuft die bekannte chemische Reaktion (Redoxreaktion) 2H* + VO2+ + V“* «> VO** + VS + H2O während des Ladens / Entladens in einer Einzelzelle der Redox-Durchflussbatterie ab. Während des Ladevorgangs wird die ablaufende Reaktion mit Hilfe einer externen Stromquelle bzw. Spannungsquelle, durch die eine elektrische Spannung an eine Einzelzelle (oder den gesamten Zellstack) angelegt wird, bewirkt. Dabei sind Aufbau und Funktion einer Redox-Durchflussbatterie hinlänglich bekannt, beispielsweise aus der WO 2018/087220 A1 oder der WO 2014/131702 A1.
[0008] Eine Redox-Durchflussbatterie besteht üblicherweise aus zumindest einem, üblicherweise aus mehreren Zellstacks, die elektrisch miteinander verbunden sind. Unter einem Zellstack wird somit ein Zellstapel bestehend aus mehreren einzelnen, elektrisch in Serie geschalteten Einzelzellen, verstanden. Die Zellstacks können wiederrum zu sogenannten Zellstrings beispielsweise elektrisch seriell zusammengeschaltet werden, wobei z.B. mehrere Zellstrings elektrisch parallel verschaltet sein können, um die elektrische Leistung zu erhöhen. Derartig verschaltete Zellstrings können dann z.B. eine Redox-Durchflussbatterie oder eine Einzelbatterie in einem Batteriesystem bilden. Einzelbatterien können in einem Batteriesystem bedarfsweise elektrisch in Serie oder parallel verschaltet sein, wobei jede Einzelbatterie eigene Elektrolyttanks und ein eigenes Fluidverteilsystem - d.h., Pumpen und Verrohrungen - sowie eine eigene Steuereinheit aufweisen kann, um die Einzelzellen der Zellstacks der jeweiligen Einzelbatterie unabhängig von den anderen Einzelbatterien des Batteriesystems mit Elektrolyten zu versorgen.
[0009] Zur modularen Gestaltung einer Redox-Durchflussbatterie bzw. eines Batteriesystems kann eine Anordnung der die Einzelbatterie bildenden Zellstacks gemeinsam mit den Fluidverteilsystem (z.B. Elektrolytpumpen, Verrohrung) sowie der zugehörigen Steuerelektronik in einem Container angeordnet sein, wie z.B. in der US 2021/0351428 A1 oder in der CN 203 932 163 U gezeigt. Die Aufbewahrungstanks für die Elektrolyten können dabei im
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selben Container oder getrennt davon angeordnet werden. Dabei können die Zellstacks und zumindest Teile des Fluidverteilsystems (z.B. Elektrolytpumpen) in einem Stackregal umfassend zumindest ein Regalgerüst (z.B. Stahlgerüst) angeordnet sein, welches dazu dient, die Zellstacks im Container zu positionieren. Eine mögliche Anordnung von Zellstacks und zumindest Teilen des Fluidverteilsystems in einem Stackregal ist beispielsweise in der EP 4 401 173 A1 beschrieben. Weiterhin ist es wichtig, dass jene Komponenten der Redox- Batterie bzw. einer Einzelbatterie eines Batteriesystems, welche beispielsweise bei einem Schadensfall (z.B. Leckage) gewartet oder ausgetauscht oder z.B. im Fall einer Nachrüstung durch leistungsstärkere und/oder neuer Komponenten ersetzt werden, leicht zugänglich sind. Zu derartigen Komponenten gehören vor allem die Zellstack und die Elektrolytpumpen.
[0010] Für den Betrieb der Redox-Durchflussbatterie bzw. einer Einzelbatterie eines Batteriesystems müssen die Elektrolyte durch die Zellstacks, konkret durch die Einzelzellen der jeweiligen Zellstacks, in einem Elektrolytkreislauf umgewälzt werden. Dazu ist ein Fluidverteilsystem mit Pumpen und Verrohrungen, vor allem Zuführ- und Abführleitungen, vorgesehen, um die Elektrolyite von den Aufbewahrungstanks in die Zellstacks und von den Zellstacks in die Aufbewahrungstanks zu leiten. Damit stehen die Zellstacks wie das Fluidverteilsystem, vor allem die Pumpen, mit den Elektrolyten in Kontakt, deren Chemie oftmals problematisch (z.B. korrosiv, giftig, etc.) ist und die nicht in eine Umgebung gelangen sollten. Daher ist es notwendig, dass die Zellstacks und das Fluidverteilsystem, vor allem die Elektrolytpumpen, aus sicherheitstechnischen Gründen zumindest teilweise in einer Auffangwanne angeordnet sind, um z.B. im Falle einer Leckage einen austretenden Elektrolyten aufzufangen. Aus der KR 20190063004 A ist beispielsweise ein Stackregal für eine RedoxDurchflussbatterie bekannt, bei welchem für jeden Zellstack ein Auslaufsicherungselement vorgesehen ist, auf welchem der jeweilige Zellstack angeordnet werden kann.
[0011] Wird beispielsweise eine Anordnung von Zellstacks und Elektrolytpumpen in einem Stackregal gewählt, bei welcher die Zellstacks und auch die Elektrolytpumpen z.B. frontal zugänglich und gemeinsam ausbaubar sind und sich z.B. eine Auffangwanne teilen, so können sich diese auf einer Ebene mit den Aufbewahrungstanks der Elektrolyten befinden. Eine derartige Anordnung hat dann zur Folge, dass die Zellstacks und die Elektrolytpumpen zumindest teilweise unter einem Fluidniveau der Elektrolyten in den Aufbewahrungstanks positioniert sind. Da die Zellstacks und Pumpen zumindest teilweise unter dem Fluidniveau der Elektrolyten liegen, ist es aus sicherheitstechnischen Gründen notwendig, dass eine auf eine potentielle Leckage ausgelegte Auffangwanne im Bereich der Zellstacks und Pumpen angeordnet ist. Insbesondere aufgrund des Siphoneffekts, welcher auftritt, wenn die Zellstacks beispielsweise teilweise unter dem Fluidniveau der Elektrolyten liegen, kann im Fall einer Leckage - trotz Abschaltung der Elektrolytpumpen - zu sehr großen Leckagemengen kommen, welche in einer entsprechend ausgelegten Auffangwanne aufgefangen werden müssen. Dadurch kann aber der Zugang zu den Zellstack und Elektrolytpumpen für Reparatur, Wartung und/oder Austausch behindert bzw. erschwert werden.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
[0012] Es ist daher die Aufgabe der gegenständlichen Erfindung, ein Stackregal für eine Redox-Durchflussbatterie sowie eine Redox-Durchflussbatterie anzugeben, durch welche einerseits Sicherheit im Fall einer Leckage gewährleistet sind und andererseits vor allem Zellstacks und/oder das Fluidverteilsystem, insbesondere die Elektrolytpumpen, der RedoxDurchflussbatterie im Schadens- und/oder Wartungsfall auf einfache, kostensparende und wartungsfreundliche Weise zugänglich sind.
[0013] Diese Aufgabe wird durch ein Stackregal für eine Redox-Durchflussbatterie sowie eine Redox-Durchflussbatterie gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
[0014] Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe durch ein Stackregal für eine Re-
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dox- Durchflussbatterie der eingangs angegebener Art, wobei das Stackregal ein Regalgerüst umfasst, an welchem zumindest Zellstacks und Elektrolytpumpen eines Fluidverteilsystems der Redox-Durchflussbatterie anordenbar sind. Weiterhin weist das Stackregal eine Auffangwanne auf, welche als integrierter Bestandteil des Stackregals ausgeführt ist, und derart am Regalgerüst des Stackregals angebracht ist, dass zumindest ein Teil der am Regalgerüst anordenbaren Zellstacks und/oder Elektrolytpumpen von einem Auffangvolumen, welches von der Auffangwanne gebildet wird, umschlossen sind bzw. aufnehmbar sind. Die Ausfangwanne ist außerdem derart ausgestaltet, dass zumindest ein Seitenteil der Auffangwanne Öffenbar ist, um das von der Auffangwanne gebildete Auffangvolumen, und damit darin am Regalgerüst anordenbare bzw. nach einer Montage bzw. während eines Betriebs der Redox- Durchflussbatterie angeordnete Zellstacks und/oder Elektrolytpumpen zugänglich zu machen.
[0015] Der Hauptaspekt des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Stackregals besteht darin, dass das Stackregal durch die integrierte Auffangwanne eine hohe Sicherheit, insbesondere im Fall einer Leckage, bietet, da vor allem die Zellstacks und/oder die Elektrolytpumpen nach der Montage bzw. während des Betriebs der Redox-Durchflussbatterie zumindest teilweise in einer gemeinsamen Auffangwanne angeordnet sind. Die im Stackregal integrierte Auffangwanne kann dabei auf einen jeweiligen Bedarf im Leckagefall ausgelegt werden, sodass im Leckagefall austretende Elektrolyte sicher aufgefangen werden. Das bedeutet, die Auffangwanne umfasst zumindest einen bodennahen Bereich bzw. einen unteren Bereich des Regalgerüsts des Stackregals, kann aber auch obere Teile des Regalgerüsts umschließen oder auf eine Gesamthöhe des Stackregals ausgelegt sein. Weiterhin bietet das erfindungsgemäße Stackregal den Vorteil, dass die vom Auffangvolumen der integrierten Auffangwanne umschlossenen Zellstacks und/oder Elektrolytpumpen auch nach der Montage weiterhin für Wartung und Austausch auf einfache Weise zugänglich sind.
[0016] Es ist auch vorteilhaft, wenn die Auffangwanne derart ausgestaltet ist, dass der zumindest eine öffenbare Seitenteil der Auffangwanne nach oben klappbar ist oder nach unten aufklappbar ist. D.h., der zumindest eine Seitenteil einer Wandung der Auffangwanne wird beispielsweise entweder nach oben weggeklappt oder nach unten aufgeklappt, wodurch das Auffangvolumen der Auffangwanne frei zugänglich gemacht wird. Alternativ kann der zumindest eine öffenbare Seitenteil der Auffangwanne auch als Flügeltür oder als Schiebetüre ausgestaltet sein, um das Auffangvolumen der Auffangwanne zugänglich zu machen. Idealerweise befindet sich der zumindest eine öffenbare Seitenteil der Auffangwanne an einer der Längsseiten des Stackregals. Dadurch sind beispielsweise Zellstacks und/oder Elektrolytpumpen der Redox-Durchflussbatterie, welche am im Auffangvolumen befindlichen Teil des Regalgerüsts des Stackregals nach der Montage bzw. im Betrieb der Redox-Durchflussbatterie angeordnet sind, frontal zugänglich und leicht wartbar und/oder austauschbar.
[0017] In einer bevorzugten Ausgestaltungsform des Stackregals umfasst die integrierte Auffangwanne eine Kunststoffplane und eine mechanische Stützung. Dabei ist Kunststoffplane nach einem vorgebbaren Faltmuster zu einer Wanne faltbar. In einem gefalteten Zustand ist die Kunststoffplane an einer Innenseite der mechanischen Stützung befestigt. Die Außenseite der mechanischen Stützung ist am Regalgerüst angebracht. Damit bildet die Kunststoffplane das Auffangvolumen sowie eine Innenseite der Auffangwanne. Die Außenseite bzw. die Seitenteile der Auffangwanne werden von der mechanischen Stützung gebildet, wobei als mechanische Stützung z.B. zumindest vier Stützbleche, vorzugsweise Stahlbleche, vorgesehen sein können. Die Kunststoffplane besteht in vorteilhafter Weise aus einem flexiblen Kunststoff, um nach dem vorgegebenen Faltmuster zu einer Wanne gefaltet werden zu können. Der Kunststoff der Kunststoffplane ist idealerweise auch chemisch beständig, damit austretende Elektrolyte der Redox-Durchflussbatterie sicher aufgefangen werden und nicht in die Umwelt gelangen. Es können beispielweise Kunststoffe wie Polyethylen (PE), Polyvinylchlorid (PVC) oder ähnliches für die Kunststoffplane verwendet werden.
[0018] In einer alternativen Ausführungsform kann die Auffangwanne auch aus einem unflexiblen, chemisch stabilen Material ausgeführt sein, wie z.B. einem Duroplast. Die Auffang-
wanne besteht dann idealerweise aus einer Wanneneinheit, bei welcher zumindest ein Seitenteil bzw. eine Seitenwand öffenbar ist, und welche am Regalgerüst, zumindest in einem bodennahen Bereich bzw. in einem unteren Bereich des Stackregals, angebracht ist.
[0019] Weiterhin ist es von Vorteil, wenn im Regalgerüst zumindest - z.B. waagrecht orientierte - Montageleisten zum Anordnen der Zellstacks und/oder der Elektrolytpumpen vorgesehen sind. Die Montageleisten halten und stabilisieren zusätzlich eine aus vertikalen und horizontalen Stützen gebildeten Rahmen des Regalgerüsts. Zusätzlich können auf den Montageleisten auch Ablagefläche angeordnet sein, auf welchen die Zellstacks und/oder Elektrolytpumpen leichter anordenbar sind und nach dem Anordnen am Regalgerüst aufliegen. An den Montageleisten sind idealerweise Fixierelemente vorgesehen sind, welche jeweils mit einem ersten Ende mit einer jeweiligen Montageleiste verbunden sind, und welche jeweils ein zweites Ende aufweisen, welches mit einen an den Montageleisten des Regalgerüsts anordenbaren Zellstack lösbar verbindbar ist. Mittels der Fixierelemente werden die Zellstacks nach dem Anordnen bzw. der Montage im Regalgerüst an ihrer jeweiligen Position gehalten, sodass die Zellstacks beispielsweise während eines Transports des Stackregals (z.B. zum Anordnen in einem Container oder in einer Halle) sich nicht bewegen können.
[0020] Bei einer zweckmäßigen Weiterbildung des Stackregals ist vorgesehen, dass die Montageleisten zum Anordnen der Zellstacks und/oder der Elektrolytpumpen derart im Regalgerüst angeordnet sind, dass auf den Montageleisten anordenbare Zellstacks nur einen Teil einer Regaltiefe des Stackregals einnehmen, wobei in einem verbleibenden Teil der Regaltiefe die Verrohrung des Fluidverteilsystems der Redox-Durchflussbatterie anordenbar ist. Das bedeutet, dass z.B. zwischen einer Montageleiste bzw. darauf angeordneten Zellstacks und/oder Pumpen und der Innenseite der Auffangwanne ein Freiraum verbleibt, welcher idealerweise in diesem verbleibenden Teil der Regaltiefe oder Freiraum die Verrohrung des Fluidverteilsystems platzsparend und leicht zugänglich angeordnet werden kann.
[0021] Idealerweise sind an den Montageleisten im Stackregal Halteelemente für die Verrohrung des Fluidsystems vorgesehen. Diese können z.B. so an den Montageleisten angebracht sein, dass sie in den verbleibenden Teil der Regaltiefe bzw. in den Freiraum zwischen Montageleiste und Innenseite der Auffangwanne ragen. Vorzugsweise weisen die Halteelemente halbkreisförmige Aussparungen auf, in welchen die Verrohrung des Fluidsystems d.h. die einzelnen Leitungen bzw. Rohre beanstandet voneinander parallel - angeordnet werden können. Durch die Aussparungen wird die Verrohrung trotz thermische Ausdehnung an ihrer Position gehalten und es wird ein Aufstauen von mechanischen Verspannungen in der Verrohrung vermieden.
[0022] Weiterhin ist es günstig, wenn an einem unteren, bodennahen Ende des Regalgerüst Aussparungen zum Eingriff eines Staplers vorgesehen sind und/oder an einem oberen Ende des Regalgerüst Hebeösen und/oder Traversen vorgesehen sind, um beispielsweise das Stackregal inklusive darin angeordneter Zellstacks und/oder Elektrolytpumpen sowie weiterer Komponenten (z.B., Steuereinheit, Ventileinheit, Wärmetauschereinheit) der RedoxDurchflussbatterie auf einfache Weise in einen Container hinein- bzw. aus einem Container herausheben zu können.
[0023] Die Lösung der oben genannten Aufgabe erfolgt auch, durch eine Redox-Durchflussbatterie welche zumindest Aufbewahrungstanks zur Speicherung elektrisch unterschiedlich geladener Elektrolyte, eine Mehrzahl an Zellstacks, von denen jeder eine Vielzahl an elektrochemischen Einzelzellen bestehend aus einer positiven Halbzelle und einer negativen Halbzelle aufweist, sowie ein Fluidverteilsystem mit zumindest Elektrolytpumpen und einer Verrohrung, mit welchem die Elektrolyte durch die Zellstacks umwälzbar sind, aufweist, wobei zumindest die Zellstacks und/oder die Elektrolytpumpen mit der Verrohrung in einem erfindungsgemäßen Stackregal angeordnet sind.
[0024] Dabei können idealerweise die Elektrolytpumpen der Redox-Durchflussbatterie in einem unteren Bereich des Stackregals angeordnet sein und die Zellstacks im Stackregal oberhalb der Elektrolytpumpen. Weiterhin ist es günstig, wenn beispielsweise zumindest eine
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Steuereinheit der Redox-Durchflussbatterie in einem oberen Bereich oder an einem oberen Ende des Stackregals angeordnet ist, da im Fall einer Leckage die Steuereinheit nicht bzw. kaum mit ausfließenden Elektrolyten in Berührung kommt und dadurch mögliche Schäden an der Steuereinheit verhindert werden. Zusätzlich können weitere Komponenten der RedoxDurchflussbatterie wie z.B. eine Ventileinheit und/oder eine Wärmetauschereinheit in einem oberen Bereich oder an einem oberen Ende des Stackregals angeordnet sein. Idealerweise können die zumindest im Stackregal angeordneten Zellstacks und/oder Elektrolytpumpen mit der Verrohrung mit den Aufbewahrungstanks in einem gemeinsamen Container angeordnet sein.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
[0025] Die gegenständliche Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 7 näher erläutert, die beispielhaft, schematisch und nicht einschränkend vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zeigen. Dabei zeigt
[0026] Fig. 1 das grundlegende Funktionsprinzip einer Redox-Durchflussbatterie; [0027] Fig. 2 eine Redox-Durchflussbatterie mit einem Zellstack;
[0028] Fig. 3 einen Aufbau eines Zellstacks einer Redox-Durchflussbatterie; [0029] Fig. 4 einen beispielhaften Aufbau einer Redox-Durchflussbatterie mit meh-
reren Zellstacks;
[0030] Fig. 5a und 5b eine Anordnung einer Redox-Durchflussbatterie in einem erfindungsgemäßen Stackregal mit integrierter Auffangwanne in geschlossenem und geöffnetem Zustand;
[0031] Fig. 6a und 6b eine Aufführungsform einer im Stackregal integrierten Auffangwanne im geöffneten und geschlossenen Zustand.
[0032] Fig. 7 eine Detailansicht der Anordnung einer Verrohrung eines Fluidverteilsystems der Redox-Durchflussbatterie im erfindungsgemäßen Stackregal.
AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
[0033] Im nachfolgenden wird zum besseren Verständnis ein Aufbau und eine Funktionsweise einer Redox-Durchflussbatterie 1 mit Bezugnahme auf die Fig. 1 bis Fig. 4 kurz erläutert. Die Erfindung ist jedoch keineswegs auf Redox-Durchflussbatterien 1 beschränkt, sondern es können auch andere Batterien, insbesondere Durchflussbatterien, in einem erfindungsgemäßen Stackregal 60 angeordnet werden.
[0034] Fig. 1 zeigt einen schematischen Aufbau einer Redox-Durchflussbatterie 1 anhand einer Einzelzelle 2 eines Zellstacks 10, um das hinlänglich bekannte Funktionsprinzip einer Redox- Durchflussbatterie 1 zu erläutern. Zur besseren Erklärung und Darstellung wird in Fig.1 nur eine Einzelzelle 2 eines Zellstacks 10 einer Redox-Durchflussbatterie 1 gezeigt, wobei ein Zellstack 10 in der Regel eine Vielzahl von Einzelzellen 2 aufweisen wird, die im Zellstack 10 nebeneinander angeordnet sind.
[0035] Eine Einzelzelle 2 besteht aus zwei Halbzellen 2a, 2b, die einen positiven Reaktionsraum 3a und einen negativen Reaktionsraum 3b ausbilden, wobei die beiden Halbzellen 2a, 2b bzw. der positive Reaktionsraum 3a und der negative Reaktionsraum 3b durch eine semipermeable, insbesondere ionenselektive, Membran 4 getrennt sind. Die Reaktionsräume 3a, 3b werden beispielsweise in Ausnehmungen 6a, 6b von Rahmen 5a, 5b ausgebildet. In den Rahmen 5a, 5b bzw. in den Reaktionsräumen 3a, 3b bzw. in den Ausnehmungen 6a, 6b ist Jeweils eine Zellelektrode 7a, /b angeordnet, die in Kontakt mit dem jeweiligen in der Halbzelle 2a, 2b befindlichen Elektrolyten 14a, 14b ist. Die Ausnehmungen 6a, 6b und gegebenenfalls die darin angeordneten Zellelektroden 7a, 7b einer Einzelzelle 2 werden von Elektrolyten 14a, 14b mit unterschiedlicher elektrischer Ladung (positiver und negativer Elektrolyt)
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durchströmt. In jedem der Elektrolyten 14a, 14b ist ein Redoxpaar mit bestimmten, zeitlich veränderlichen Konzentrationen (abhängig vom Ladezustand) an Redoxelementen enthalten. Die semipermeable, insbesondere ionenselektive, Membran 4 kann beispielsweise aus mit Sulfonaten modifizierten Polytetrafluorethen (PTFE), mit Handelsnamen Nafion 7", ausgestaltet sein und ermöglicht lonen einen Ladungsausgleich zwischen positivem Reaktionsraum 3a und negativem Reaktionsraum 3b (bzw. zwischen den darin enthaltenen Elektrolyten 14a, 14b). An einem Zellstack 10 einer Redox-Durchflussbatterie 1 sind auch Stromanschlüsse 11, 12 vorgesehen, um eine am Zellstack 10 anliegende elektrische Zellstackspannung Vz über einen Verbraucher L abzugreifen (Entladen der Redox-Durchflussbatterie 1) oder um an den Zellstack 10 eine elektrische Zellstackspannung Vz anzulegen (Laden der Redox-Durchflussbatterie 1).
[0036] Ein elektrischer Verbraucher L kann jegliche Form aufweisen. Auf Basis des Bedarfs an elektrischer Spannung, Strom oder Leistung des elektrischen Verbrauchers L kann ein Zellstack 10 in einer Redox-Durchflussbatterie 1 ausgebildet sein, um die nötige elektrische Spannung und/oder den nötigen elektrischen Strom bereitzustellen. Oftmals werden RedoxDurchflussbatterien 1 als stationäre Energiespeicher eingesetzt, um beispielsweise als Notstromsysteme für Industrieanlagen, Speichersysteme für erneuerbare Energie (Photovoltaik, Windkraft) und Ahnlichem zu dienen. Folglich kann der Fachmann je nach Anwendungsfall einen Zellstack 10, oder auch eine parallele und/oder serielle Verschaltung mehrerer Zellstacks 10 oder von Zellstrings 40 bestehend aus mehreren Zellstacks 10, und Redoxpaare in einer Redox-Durchflussbatterie 1 auslegen oder auswählen.
[0037] Die Elektrolyten 14a, 14b sind in Aufbewahrungstanks 13a, 13b gelagert und werden von dort mittels Elektrolytpumpen 9a, 9b durch den Zellstack 10, konkret jeweils durch eine Halbzelle 2a, 2b einer Einzelzelle 2 des Zellstacks 10, umgewälzt. Hierfür sind auch pro Elektrolyt 14a, 14b eine Zuführleitung 16a, 16b und eine Abführleitung 17a, 17b vorgesehen, die über Elektrolytanschlüsse 22a, 22b, 23a, 23b mit zugehörigen Elektrolytkanälen 18a, 18b, 19a, 19b (siehe Fig. 3) im Zellstack 10 verbunden sind. Die Elektrolytpumpen bzw. kurz Pumpen 9a, 9b bilden gemeinsam mit einer Verrohrung 15 zum Verteilen der Elektrolyte 14a, 14b bzw. für die Zuführleitung 16a, 16b und die Abführleitung 17a, 17b eine Minimalkonfiguration eines Fluidverteilsystems der Redox-Durchflussbatterie 1, durch welches die ElektroIyte 14a, 14b in der Redox-Durchflussbatterie 1 umgewälzt werden.
[0038] In einem Zellstack 10 mit mehreren nebeneinander angeordneten Einzelzellen 2 ist zwischen zwei benachbarten Einzelzellen 2 jeweils eine Elektrodenplatte 8, wie eine Bipolarplatte, angeordnet (siehe Fig. 3). An den äußeren Enden des Zellstacks 10 kann jeweils ein Stromanschluss 11, 12 an den äußeren Elektrodenplatten 8 oder an den äußeren Halbzellen 2a, 2b (bzw. Zellelektroden 7a, 7b) des Zellstacks 10 anliegen, der von außen elektrisch kontaktiert werden kann.
[0039] Ein typischer Aufbau eines Zellstacks 10 einer Redox-Durchflussbatterie 1 wird mit Bezugnahme auf Fig. 2 und Fig. 3 näher erläutert.
[0040] Ein Zellstack 10 einer Redox-Durchflussbatterie 1 umfasst zumindest eine Einzelzelle 2, in der Regel eine Mehrzahl von Einzelzellen 2, die wiederum jeweils aus zwei Rahmen 5a, 5b von Halbzellen 2a, 2b gebildet werden. Ein Rahmen 5a, 5b ist vorzugsweise aus einem Kunststoff, wie ein Elastomer, wie z.B. ein polyolefinisch thermoplastisches Elastomer (TPE oder TPO), wie z.B. Santoprene®, oder ein thermoplastisches Vulkanat (TPV), gefertigt, insbesondere in einem Spritzgießverfahren. In Stackrichtung R (Richtung, in der die Einzelzellen 2a, 2b nebeneinander angeordnet sind) zwischen zwei Rahmen 5a, 5b einer Einzelzelle 2 ist im Zellstack 10 jeweils eine semipermeable Membran 4, typischerweise eine lon-Austauschmembran (entweder Kation- oder Anion-Austauschmembran, z.B. Nafion®) angeordnet. Die Membran 4 trennt die Reaktionsräume 3a, 3b, Ausnehmungen 6a, 6b der Halbzellen 2a, 2b einer Einzelzelle 2, die darin angeordneten Zellelektroden 7a, 7b und die darin befindlichen Elektrolytflüssigkeiten 14a, 14b. Zwischen zwei in Stackrichtung R benachbarten Einzelzellen 2 ist im Zellstack 10 jeweils eine Elektrodenplatte 8, z.B. eine bipolare Platte, an-
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geordnet. Die Elektrodenplatte 8 ist, wie in Fig. 3 dargestellt, in einander zugewandten Vertiefungen 32 in den Rahmen 5a, 5b eingelegt. Die Rahmen 5a, 5b haben zentrale, in Stackrichtung R durchgehende Ausnehmungen 6a, 6b, die jeweils einen Reaktionsraum 3a, 3b ausbilden und in denen jeweils Zellelektroden 7a, 7b, z.B. Matten aus Karbonfasern, angeordnet sind.
[0041] Durch die Ausnehmungen 6a, 6b in den Rahmen 5a, 5b werden die elektrisch unterschiedlich geladene Elektrolyten 14a,14b durch die Einzelzellen 2 gepumpt, wobei die Zellelektrode 7a, 7b jeder Halbzelle 2a, 2b einer Einzelzelle 2 von einem Elektrolyt 14a,14b mit unterschiedlicher elektrischer Ladung durchströmt wird. Die Elektrolyten 14a,14b werden von außen über Elektrolytanschlüsse 22a, 22b, 23a, 23b zugeführt und abgeführt und werden dann intern über ein in den Rahmen 5a, 5b vorgesehenes Elektrolytkanalsystem mit ElektroIytkanälen 18a, 18b, 19a, 19b verteilt. Die Elektrolytanschlüsse 22a, 22b, 23a, 23b sind beispielsweise an einer Endplatte 24 des Zellstacks 10 vorgesehen, wie in Fig. 3 dargestellt, wobei auch andere Anordnungen der Elektrolytanschlüsse 22a, 22b, 23a, 23b, beispielsweise an einen Endrahmen 20, möglich sind.
[0042] Der Zellstack 10 kann in Stackrichtung R an den beiden axialen Enden durch jeweils einen Endrahmen 20 abgeschlossen sein. Im Endrahmen 20, z.B. in einer Ausnehmung an einer Stirnseite des Endrahmens 20, ist ein elektrisch leitender Stromabnehmer 21 angeordnet, der mit einem nach außen geführten elektrischen Stromanschluss 11, 12 verbunden ist. Der Stromabnehmer 21 liegt in der dargestellten Ausführung an der letzten Elektrodenplatte 8 der letzten Einzelzelle 2 an, um einen elektrischen Kontakt herzustellen. Der Stromabnehmer 21 oder ein Stromanschluss 11, 12 könnte aber auch anders ausgeführt sein. Ebenso könnte im Zellstack 10 der Endrahmen 20 entfallen.
[0043] Der Zellstack 10 wird im gezeigten Ausführungsbeispiel zwischen zwei starren Endplatten 24 angeordnet und durch Spannmittel 25 zusammengepresst. Die Spannmittel 25 sind beispielsweise mit durchreichenden Bolzen 26, Muttern 27, Beilagscheiben 28 und Federn 29 ausgeführt, wie in Fig.2 dargestellt. Der Zellstack 10 kann aber auch auf andere Weise zusammengehalten sein, insbesondere kann das Spannmittel 25 anders ausgeführt sein. Die beiden Endplatten 24 können auch zwischen zwei Druckplatten 30 angeordnet sein, die durch das Spannmittel 25 zusammengedrückt werden, wie in Fig.2 dargestellt. Um ein Setzen der Rahmen 5a, 5b durch den Anpressdruck des Spannmittels 25 zu verhindern, kann zwischen den Endplatten 24 auch ein Abstandshalter 31 vorgesehen sein.
[0044] Die gegenständliche Erfindung ist aber nicht auf eine bestimmte Ausführung einer Halbzelle 2a, 2b, einer Einzelzelle 2, eines Zellstacks 10 oder der Redox-Durchflussbatterie 1 beschränkt. Ebenso wenig ist die Erfindung auf einen bestimmten Elektrolyten 14a, 14b oder auf bestimmte Redoxelemente in den Elektrolyten 14a, 14b beschränkt. Die obigen Ausführungen zu einer Redox-Durchflussbatterie 1 dienen lediglich dem besseren Verständnis.
[0045] Aus der obigen Beschreibung und dem grundlegenden Funktionsprinzip ist auch offensichtlich, dass es einen positiven Elektrolyten 14a und einen negativen Elektrolyten 14b gibt, genauso damit zusammenhängend eine positive Halbzelle 2a und eine negative Halbzelle 2b einer Einzelzelle 2 eines Zellstacks 10 und eine positive Elektrolytpumpe 9a und eine negative Elektrolytpumpe 9b.
[0046] Eine Redox-Durchflussbatterie 1 kann auch mehrere Zellstacks 10 umfassen, wie anhand von Fig. 4 erläutert wird. In der Ausführung nach Fig. 4 sind zwei Zellstrings 40 vorgesehen, wobei jeder Zellstring 40 eine Mehrzahl von Zellstacks 10, beispielsweise wie oben beschrieben, umfasst. In einer Redox-Durchflussbatterie 1 kann aber natürlich auch nur ein Zellstring 40 vorgesehen sein. Die Zellstacks 10 in einem Zellstring 40 können über die Stromanschlüsse 11, 12 der Zellstacks 10 elektrisch in Serie verschaltet sein (in Fig. 4 aus Gründen der UÜbersichtlichkeit nicht dargestellt). Es ist aber auch eine andere elektrische Verschaltung der Zellstacks 10 in einem Zellstring 40, wie eine Parallelschaltung oder eine Mischung aus Serien- und Parallelschaltung, möglich. In der Ausführung der Fig. 4 sind die
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Zellstrings 40 beispielsweise elektrisch parallel geschaltet (in Fig.4 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt). Es ist aber auch eine andere elektrische Verschaltung der Zellstrings 40, wie eine Parallelschaltung oder eine Mischung aus Serien- und Parallelschaltung, möglich. Eine derartige elektrische Verschaltung von Zellstrings 40 kann auch als Einzelbatterie 41 bezeichnet werden. Eine Redox-Durchflussbatterie 1, vor allem bei einer modularen und/oder skalierbaren Ausgestaltung, kann mehrere solcher Einzelbatterien 41 umfassen, wobei die Einzelbatterien 41 wiederum durch eine Serien- oder Parallelschaltung oder eine Mischung aus einer Serien- und Parallelschaltung elektrisch miteinander verschaltet sein können. Damit kann eine Redox-Durchflussbatterie 1 mit der gewünschten elektrischen Ausgangsspannung und der gewünschten elektrischen Leistung realisiert werden.
[0047] Jeder Zellstack 10 wird mit einem positiven Elektrolyten 14a und einem negativen Elektrolyten 14b versorgt. Hierfür ist ein Aufbewahrungstank 13a für den positiven Elektrolyten 14a und ein Aufbewahrungstanks 13b für den negativen Elektrolyten 14b vorgesehen. Der positive Elektrolyt 14a wird durch eine positive Elektrolytpumpe 9a umgewälzt und der negative Elektrolyt 14b durch eine negative Elektrolytpumpe 9b.
[0048] Zur Steuerung der Elektrolytpumpen 9a, 9b ist eine Steuereinheit 50 vorgesehen, die über entsprechende Steuersignale Sa, Sb, die Elektrolytpumpen 9a, 9b ansteuert, um z.B. eine gewünschte Durchflussmenge des jeweiligen Elektrolyten 14a, 14b durch den zumindest einen Zellstack 10 bzw. die Vielzahl der Zellstacks 10 der Redox-Durchflussbatterie 1 bzw. der Einzelbatterie 41 einzustellen. Die Steuereinheit 50 kann auch Betriebsdaten der Redox-Durchflussbatterie 1 z.B. mittels geeigneter Sensoren (z.B. Strom- und/oder Spannungssensoren) erfassen. Die Steuereinheit 50 ist vorzugsweise eine prozessorbasierte Computerhardware, auf der zumindest Steuersoftware zur Ansteuerung der Elektrolytpumpen 9a, 9b und z.B. zur Einstellung der Durchflussmenge installiert ist und abläuft. Die Steuereinheit 50 kann aber auch als integrierter Schaltkreis, wie beispielsweise als Field Programmable Gate Array (FPGA) oder Anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), ausgeführt sein.
[0049] Im Falle mehrerer Einzelbatterien 41 kann für jede Einzelbatterie 41 ein Aufbewahrungstank 13a für den positiven Elektrolyten 14a und ein Aufbewahrungstanks 13b für den negativen Elektrolyten 14b, sowie ein Fluidverteilsystem mit einer positiven Elektrolytpumpe 9a und einer negativen Elektrolytpumpe 9b und einer entsprechende Verrohrung 15 zur Fluidverteilung durch die Zellstacks 10 vorgesehen sein. Damit wären beispielsweise die Einzelbatterien 41 zwar elektrisch miteinander verbunden, würden getrennte Elektrolytkreisläufe aufweisen. Die gegenständliche Erfindung bezieht sich vor allem auf eine Redox-Durchflussbatterie 1 bzw. eine Einzelbatterie 41, welche zumindest einen Zellstack 10, in der Regel aber mehrere Zellstacks 10 umfasst, die auch zu zumindest einem Zellstring 40 verbunden sein können. Diese Redox-Durchflussbatterie 1 bzw. Einzelbatterie 41 weist ihren eigenen Elektrolytkreislauf -d.h., ihr eigenes Fluidverteilsystem mit zumindest einer positiven und negativen Elektrolytpumpe 9a, 9b sowie einer zugehörige Verrohrung 15 zur Fluidverteilung in den Zellstacks 10 - sowie eine eigene Steuereinheit 50 auf.
[0050] Bei einer Redox-Durchflussbatterie 1 bzw. einer Einzelbatterie 41, welche mehrere Zellstacks 10 aufweist, wie beispielhaft in Fig. 4 gezeigt, können zumindest die Zellstacks 10 sowie das Fluidsystem, vor allem die Elektrolytpumpen 9a, 9b sowie die zugehörige Verrohrung 15 zur Fluidverteilung in den Zellstack 10, aber auch weitere Komponenten der RedoxDurchflussbatterie 1, wie z.B. die Steuereinheit 50, eine Ventileinheit 51 und/oder eine Wärmetauschereinheit 52, in einem Stackregal 60 angeordnet sein, wie in Fig. 5a und Fig. 5b beispielhaft dargestellt.
[0051] Die Fig. 5a zeigt dabei das erfindungsgemäße Stackregal 60 mit integrierter Auffangwanne 70, welche auf eine potentielle Leckage im Bereich der im Stackregal 60 angeordneten Zellstacks 10 und/oder Pumpen 9a, 9b ausgelegt ist, in einem geschlossenen Zustand. Die Fig. 5b zeigt das erfindungsgemäße Stackregal 60 mit der integrierten Auffangwanne 70 in geöffnetem Zustand.
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[0052] Das Stackregal 60 umfasst ein Regalgerüst 61, welches z.B. als Stahlgerüst ausgeführt ist, und die Auffangwanne 70. Das Regalgerüst 61 bilden beispielsweise vertikale Stützen 62 und horizontale Stützen 63, welche obere und untere Enden der vertikalen Stützen 62 zu einem Rahmen verbinden. In diesem Rahmen sind Montageleisten 64 angebracht, auf welchen die Zellstacks 10 und Elektrolytpumpen 9a, 9b der Redox-Durchflussbatterie 1 direkt oder auf Auflageflächen - wie noch näher erläutert wird - anordenbar sind. Die Auffangwanne 70 ist als integrierter Bestandteil des Stackregals 60 ausgeführt. Dazu ist die Auffangwanne 70 derart am Regalgerüst 61 angebracht, dass zumindest ein Teil der am Regalgerüst 61 anordenbaren Zellstacks 10 und/oder Elektrolytpumpen 9a, 9b von einem Auffangvolumen der Auffangwanne 70 umschlossen sind. Das bedeutet, wie z.B. aus Fig. 5a und Fig. 5b ersichtlich, dass beispielweise ein Teil der im Stackregal 60 bzw. im Regalgerüst 61 angeordneten Zellstacks 10 sich direkt im Auffangvolumen der Auffangwanne 70 befinden. Sind die Elektrolytpumpen 9a, 9b, wie beispielhaft in Fig. 50 gezeigt, beispielsweise in einem unteren oder bodennahen Teil des Stackregals 60 - z.B. unterhalb der Zellstacks 10 - angeordnet, so befinden auch die Elektrolytpumpen 9a, 9b direkt im Auffangvolumen der Auffangwanne 70. Die Elektrolytpumpen 9a, 9b können alternativ aber auch so im Stackregal 60 bzw. im Regalgerüst 61 angeordnet sein (z.B. oberhalb der Zellstacks 10), dass sich über dem Auffangvolumen der Auffangwanne 70 befinden. Alternativ kann die Auffangwanne 70 auch so ausgeführt sein, dass das von der Auffangwanne 70 gebildete Auffangvolumen beispielsweise alle im Stackregal 60 angeordneten Zellstacks 10 und die Elektrolytpumpen 9a, 9b umschließt. Die Auffangwanne 70 wäre dann z.B. auf eine Gesamthöhe G und Regaltiefe T des Stackregals 60 bzw. des Regalgerüsts 61 ausgelegt.
[0053] Weiterhin ist die Auffangwanne 70 -wie in der Fig. 5b beispielhaft und schematisch gezeigt - so ausgestaltet, dass sich zumindest ein Seitenteil 71 der Auffangwanne 70 öffnen lässt, um das von der Auffangwanne 70 gebildete Auffangvolumen und einen davon umschlossenen Teil des Regalgerüsts 61 und die darin angeordneten Zellstacks 10 und/oder Elektrolytpumpen 9a, 9b zugänglich zu machen. Idealerweise befindet sich der zumindest eine Seitenteil 71, welcher geöffnet werden kann, an einer Längsseite des Stackregals 60, sodass im Regalgerüst 61 angeordnete Zellstacks 10 und/oder Elektrolytpumpen 9a, 9b frontal zugänglich sind.
[0054] Die Auffangwanne 70 kann beispielsweise aus einer Kunststoffplane 72 bestehen, welche nach einem vorgebbaren Faltmuster zu einer Wanne 70 gefaltet ist. Fig. 6a zeigt beispielhaft eine zu einer Wanne 70 gefalteten Kunststoffplane 72 mit Laschen 73, welche durch das Faltmuster entstehen. Die Kunststoffplane 72 kann z.B. aus einem chemisch beständigen Kunststoff, wie z.B. Polyethylen (PE), Polyvinylchlorid (PVC) oder ähnlichem bestehen. Diese aus der Kunststoffplane 72 gefaltete Wanne 70 kann beispielsweise zumindest einen bodennahen Bereich, üblicherweise einen unteren Bereich des Stackregals 60 bzw. Regalgerüsts 61 auskleiden. Weiterhin weist die Auffangwanne 70 eine mechanische Stützung 74 auf, welche z.B. durch zumindest vier Stützbleche (z.B. Stahlbleche) gebildet wird. Diese mechanische Stützung 74 kann, wie z.B. aus Fig. 5a und Fig. 5b ersichtlich, mit ihrer Außenseite am Regalgerüst 61 angebracht sein bzw. an ihrer Außenseiten von diesem mechanisch gestützt werden und bildet die äußeren Seitenwände bzw. Seitenteile 71 der Auffangwanne 70. Die Kunststoffplane 72 bzw. die durch das vorgegebene Faltmuster gebildete Wanne 70 ist an einer Innenseite der mechanischen Stützung 74, d.h. an einer jeweiligen Innenseite der zumindest vier Stützblechen lösbar befestigt. Dazu kann die Kunststoffplane 72 beispielweise Aussparungen 75 aufweisen, welche in einem gefalteten Zustand der Kunststoffplane 72 z.B. an einem oberen Wannenrand angeordnet sind (wie z.B. in Fig. 6a gezeigt). Mittels dieser Aussparungen 75 kann die Kunststoffplane 72 bzw. die daraus gefaltete Wanne 70 an der mechanischen Stützung 74 und damit am Regalgerüst 61 fixiert werden. Das heißt, die gefaltete Kunststoffplane 72 wird beispielsweise mit Hilfe der Aussparungen 75 an Fixierpunkten an einer im montierten Zustand der Kunststoffplane 72 zugewandten Seite der mechanischen Stützung 74 bzw. der Stützbleche lösbar befestigt, wodurch die Auffangwanne 70 gebildet wird. Eine der Kunststoffplane 72 abgewandte Seite der mechanischen Stützung 74 bzw. der Stützbleche kann z.B. mit dem Regalgerüst 61 - vor allem mit
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den vertikalen Stützen 62 - in Verbindung stehen.
[0055] Um die im Auffangvolumen der Auffangwanne 70 befindlichen Zellstacks 10 und/oder Elektrolytpumpen 9a, 9b zugänglich zu machen, kann zumindest ein Seitenteil 71 der Auffangwanne 70 geöffnet werden. Idealerweise ist dies einer der Seitenteil 71, welcher an einer der Längsseiten des Stackregals 60 angebracht ist, damit die im Regalgerüst 61 angeordneten Zellstacks 10 und/oder Elektrolytpumpen 9a, 9b frontal zugänglich sind. Dazu kann, wie in der beispielhaften Darstellung einer Anordnung einer Redox-Durchflussbatterie 1 im Stackregal 60 in Fig. 5b gezeigt, der zumindest eine Seitenteil 71 der Auffangwanne 70, welcher an einer der Längsseiten des Stackregals 60 angebracht ist, nach unten aufgeklappt werden. D.h., die mechanische Stützung 74 (z.B. eines der Stützbleche) lässt sich gemeinsam mit der Kunststoffplane 72, welche im gefalteten Zustand die Wanne 70 bildet, nach unten klappen. Dabei kann es z.B. notwendig sein, dass zumindest teilweise eine Fixierung der Kunststoffplane 72 an der mechanischen Stützung 74 gelöst wird, um die Kunststoffplane 72 an dieser Wannenseite auszufalten, wie dies in Fig. 6b beispielhaft dargestellt ist.
[0056] Alternativ kann der zumindest eine öffenbare Seitenteil 71 der Auffangwanne 70 auch so ausgestaltet sein, dass sich das zugehörige Stützblech nach oben klappen lässt. Der öffenbare Seitenteil 71 kann aber beispielsweise als Flügeltür oder als Schiebtür ausgeführt sein. Nach dem Öffnen des Seitenteils 71 - d.h., nach dem nach oben Wegklappen des zugehörigen Stützblechs der mechanischen Stützung 74 oder nach Öffnen der Flügel- oder Schiebetür - muss dann z.B. die Kunststoffplane 72 wieder zumindest teilweise von der mechanischen Stützung 74 gelöst und ausgefaltet werden (wie in Fig. 6a gezeigt), damit die Zellstacks 10 und/oder die Elektrolytpumpen 9a, 9b im Regalgerüst beispielweise für Wartung und/oder Austausch zugänglich sind, welche sich im Auffangvolumen der Auffangwanne 70 befinden.
[0057] Bei einer alternativen Ausführungsform kann die Auffangwanne 70 beispielweise auch aus einem unflexiblen, chemisch stabilen Material ausgeführt sein, wie z.B. Kunststoff, insbesondere einem Duroplast. Dieses Material bildet dann die Wanne 70, welche am Regalgerüst 61 angebracht ist und zumindest einen unteren Bereich des Stackregals 60 umschließt. Zumindest ein Seitenteil 71 dieser Wanne 70 ist wieder öffenbar, idealerweise eine an einer Längsseite des Stackregals 60 befindliche Seite 71, um zu den im Regalgerüst 61 angeordneten Zellstacks 10 und/oder Pumpen 9a, 9b zu gelangen. Dieser Seitenteil 71 kann ebenfalls, wie beispielhaft in Fig. 5b gezeigt, nach unter klappbar aufklappbar ausgestaltet sein. Alternativ könnte der Seitenteil 71 auch nach oben klappbar oder als Schiebtür ausgestaltet sein, um zu den Zellstacks 10 und/oder Pumpen 9a, 9b zu gelangen, welche im Auffangvolumen der Auffangwanne 70 angeordnet sind.
[0058] Weiterhin sind im Regalgerüst 61 des erfindungsgemäßen Stackregals 60 Montageleisten 64 angebracht, auf welchen in erster Linie die Zellstacks 10 der Redox-Durchflussbatterie 1 bzw. der Einzelbatterie 41 und/oder die Pumpen 9a, 9b angeordnet sind. Die Zellstacks 10, aber auch die Elektrolytpumpen 9a, 9b können - wie z.B. in Fig. 5a und Fig. 5b dargestellt - direkt auf den Montageleisten 64 angeordnet sein. Dazu können die Montageleisten 64 beispielsweise, wie in Fig. 5b ersichtlich, zumindest paarweise in horizontaler Richtung H parallel und beabstandet voneinander so im Regalgerüst 61 angebracht sein, dass z.B. auf den jeweiligen parallelen Montageleisten 64 die Zellstacks 10 und/oder die Pumpen 9a, 9b direkt angeordnet werden können. Es ist aber auch möglich, dass auf den parallelen angeordneten Montageleisten 64 Ablageflächen angebracht sind, welche von den Montageleisten 64 gehalten werden und auf denen dann die Zellstacks 10 und/oder die Pumpen 9a, 9b angeordnet werden können. Die Zellstacks 10 können dabei z.B., wie in Fig. 5a bzw. Fig. 5b beispielhaft dargestellt, ungestapelt in einzelnen Reihen auf den Montageleisten 64 bzw., wenn vorhanden auf den Auflageflächen, im Stackregal 60 angeordnet sein. Es ist aber auch möglich, dass die Zellstacks 10 aufeinander gestapelt auf den Montageleisten 64 bzw. den Auflageflächen im Stackregal 60 angeordnet sind. Dabei können die Zellstacks 10 z.B. paarweise gestapelt werden, wobei nur ein erster Zellstack 10 auf den Montageleisten 64 bzw. der Auflagefläche aufliegt und ein zweiter Zellstack 10 am ersten Zellstack 10 ange-
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ordnet ist. Die Zellstacks 10 werden mittels Fixierelementen 65 an einer jeweiligen Position im Stackregal 60 bzw. an den Montageleisten 64 gehalten. Dabei ist ein erstes Ende eines Fixierelements 65 mit jener Montageleiste 64 verbunden bzw. an jener Montageleiste 64 fixiert, auf welcher der zu fixierende Zellstack 10 direkt oder auf einer gegebenenfalls vorhandenen Auflagefläche angeordnet ist. Ein zweites Ende des Fixierelements 65 ist lösbar mit dem zu fixierenden Zellstack 10 verbunden. Das zweite Ende des Fixierelements 65 kann dabei so ausgestaltet sein, dass es z.B. in eine Aussparung am Zellstack 10 einhackt, um diesen zu fixieren. Die lösbare Verbindung zwischen dem zweiten Ende des Fixierelements 65 und dem jeweiligen Zellstack 10 kann beispielsweise auch als Schraubverbindung ausgestaltet sein. Durch die Fixierelemente 65 wird ein jeweiliger Zellstack 10 aus mindestens zwei Richtungen an seiner Position gehalten. D.h., bei z.B. zwei parallelen Montageleisten 64, auf welchen der jeweiliger Zellstack 10 angebracht ist, ist sowohl an einer ersten Montageleiste 64 als auch an einer zweiten Montageleiste 64 jeweils zumindest ein Fixierelement 65 vorgesehen, durch welche der Zellstack 10 in seiner Position im Stackregal 60 gehalten werden kann.
[0059] Weiterhin sind beim erfindungsgemäßen Stackregal 60 die Montageleisten 64 derart im Rahmen des Regalgerüsts 61 angeordnet, dass die auf den Montageleisten 64 angebrachten Zellstacks 10 nur einen Teil der Regaltiefe T des Stackregals 60 einnehmen. Damit bleibt in der horizontaler Richtung H vor den Montageleisten 64 bzw. bei angeordneten Zellstacks 10 vor den Zellstacks 10 ein Freiraum, der von einem verbleibenden Teil der Regaltiefe T gebildet wird. Idealerweise befindet sich dieser Freiraum an jener Seite des Stackregals 60, an welcher sich auch der zumindest eine öffenbare Seitenteil 71 der integrierten Auffangwanne 70 befindet. In dem Freiraum bzw. im verbleibenden Teil der Regaltiefe T kann dann beispielsweise die Verrohrung 15 für die Fluidverteilung durch die Elektrolytpumpen 9a, 9b in den Zellstacks 10 angeordnet werden. Ist diese - wie in Fig. 5b gezeigt - im Bereich des öffenbaren Seitenteils 71 der Auffangwanne 70 angeordnet, so ist auch die Verrohrung z.B. für eine Wartung und/oder Inspektion leicht zugänglich.
[0060] Um die Verrohrung 15 in diesem Freiraum zwischen Montageleisten 64 bzw. Zellstacks 10 und einer Innenseite des öffenbaren Seitenteils 71 der Auffangwanne 70 anordnen zu können, sind an den Montageleisten 64 Halteelemente 66 im Stackregal 60 vorgesehen. Auf diesen Halteelementen 66 kann die Verrohrung 15 für die Fluidverteilung des Fluidverteilsystems - parallel zu den Montageleisten 64 verlaufend - angeordnet werden. Eine Detailansicht der Anordnung der Verrohrung 15 auf den Halteelementen 66 des erfindungsgemäßen Stackregals 60 ist beispielhaft in Fig. 7 dargestellt, wobei dabei aus Gründen der UÜbersichtlichkeit nur ein Ausschnitt der Verrohrung 15 dargestellt ist. Die Halteelemente 66 weisen Vertiefungen bzw. Aussparungen 67 auf, welche vorzugsweise halbkreisförmig ausgestaltet sind. Durch die Vertiefungen bzw. Aussparungen 67 werden die parallel verlaufenden Fluidrohre der Verrohrung 15 voneinander beabstandet. Dadurch verbleiben die Fluidrohre der Verrohrung 15 trotz thermischer Ausdehnungen an ihrer jeweiligen Position. Weiterhin wird durch die Vertiefungen 67 ein Aufstauen von mechanischen Verspannungen in der Verrohrung 15 vermieden, welche zu möglichen Schäden an Verschraubungen und/oder Schweißnähten führen würden. Die Halteelemente 67 sind weiterhin derart ausgelegt, dass sie das Gewicht der befüllten Verrohrung 15 für die Fluidverteilung unterstützen.
[0061] Weiterhin können im zwischen den Montageleisten 64 bzw. den Zellstacks 10 und der Innenseite des öffenbaren Seitenteils 71 der Auffangwanne 70 in horizontaler Richtung H verbleibenden Freiraum auch Schlauchverbindungen 151 angeordnet werden. Durch die Schlauchverbindungen 151 können die einzelnen Zellstacks 10 mit der Verrohrung 15 für die Fluidverteilung verbunden werden, um die Elektrolyten 14a, 14b durch die Zellstacks 10 umzuwälzen. In Fig. 7 sind die Schlauchverbindungen 151 beispielhaft für einen Zellstack 10 gezeigt. Bei einer Redox-Durchflussbatterie 1 bzw. Einzelbatterie 41 weisen natürlich alle Zellstacks 10 derartige Schlauchverbindungen 151 zur Verrohrung 15 auf.
[0062] Die Elektrolytpumpen 9a, 9b können beispielsweise, wie in Fig. 5b gezeigt, auf Montageleisten 64 bzw. auf Auflageflächen unterhalb der Zellstacks 10 angeordnet sein -z.B. in
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einem unteren bzw. bodennahen Bereich des Stackregals 60. Es ist aber auch denkbar, dass die Pumpen 9a, 9b auf Montageleisten oder Auflageflächen oberhalb der Zellstacks 10 angeordnet sind.
[0063] Die Verrohrung 15, welche aus Gründen der Übersichtlichkeit in Fig. 5a und Fig. 5b nur teilweise gezeigt ist, kann beispielsweise zum oberen Ende des Stackregals 60 verlaufen, wo beispielsweise neben der Steuereinheit 50 und der Wärmetauschereinheit 52 die Ventileinheit 51 angeordnet ist. Die Ventileinheit 51 weist mehrere Ventile auf, mit welchen die Verrohrung 15 ausgestattet ist und welche beispielsweise mehrere Funktionen erfüllen können. Die Ventileinheit 51 kann beispielsweise zur Siphonunterbrechung dienen. Dabei wird z.B. im Fall einer Leckage der Siphoneffekt durch gezielte Öffnung eines entsprechenden Ventils die Verrohrung belüftet und der Fluidstrom unterbrochen. Weiterhin kann die Ventileinheit 51 für eine Qualitätskontrolle zur Elektrolytprobenentnahmen genutzt werden. Weiterhin kann durch die Ventileinheit 51 - über jene Ventile, die eine Verbindung der Verrohrung 15 mit den Aufbewahrungstanks 13a, 13b der Elektrolyten 14a, 14b herstellen - eine gezielte Entkopplung bzw. Verbindung mit den Aufbewahrungstanks 13a, 13b hergestellt werden. Dadurch wird ein Austausch sowie ein getrennter Transport von Aufbewahrungstanks 13a, 13b und der im Stackregal 60 angeordneten Redox-Durchflussbatterie-Komponenten ermöglicht.
[0064] Nach der Ventileinheit 51 kann die Verrohrung 15 in Form von Fluidleitungen 16a, 16b, 17a, 17b zu den Aufbewahrungstanks 13a, 13b geführt werden, wobei zumindest eine der Leitungen 16a, 16b, 17a, 17b durch die Wärmetauschereinheit führt.
[0065] Weiterhin kann das Stackregal 60 an einem unteren Ende - z.B. in bodennahen horizontalen Stützen 63 oder in einem Bodenbereich Aussparungen aufweisen (in Fig. 5a und Fig. 5b nicht dargestellt). Diese Aussparungen können beispielweise derart ausgestaltet sein, dass das Stackregal 60 inklusive darin angeordneter Zellstacks 10, Pumpen 9a, 9b, Verrohrung 15 und möglicher weiterer im Stackregal 60 angeordneter Komponenten 50, 51, 52 der Redox-Durchflussbatterie von einem Stapler hochgehoben werden kann, um das Stackregal 60 z.B. in einem Container hinein- oder aus einem Container herausheben oder z.B. an einen Aufstellungsort in einer Halle transportieren zu können. Alternativ oder zusätzlich, kann das Stackregal 60 bzw. des Regalgerüst am oberen Ende z.B. an den horizontalen Stützen 63 Hebeösen oder Traversen aufweisen (ebenfalls in Fig. 5a und Fig. 5b nicht dargestellt), um das Stackregal 60 inklusive der darin angeordneten Zellstacks 10, Pumpen 9a, 9b, Verrohrung 15 und weiteren Komponenten 50, 51, 52 beispielsweise mittels eines Krans heben zu können.
[0066] Das Stackregal 60 bzw. die Anordnung der Redox-Durchflussbatterie 1, d.h., der Zellstack 10, des Fluidverteilsystems mit den Elektrolytpumpen 9a, 9b und der Verrohrung 15 sowie der weiteren Komponenten, wie Steuereinheit 50, Ventileinheit 51 und Wärmetauschereinheit 52 können beispielsweise gemeinsam mit den zugehörigen Aufbewahrungstanks 13a, 13b für die Elektrolyten 14a, 14b in einem gemeinsamen Container angeordnet sein.
[0067] Es ist aber auch denkbar, dass das Stackregal 60 mit den darin angeordneten Zellstacks 10, Fluidverteilsystem, etc. getrennt von den Elektrolyt-Aufbewahrungstanks 13a, 13b in einem Container platziert wird oder in einer Halle mit den Elektrolyt-Aufbewahrungstanks 13a, 13b angeordnet wird. Das Auffangvolumen der Auffangwanne 70 des Stackregals 60 kann dabei durch eine Höhe der Seitenteile 71 der Auffangwanne 70 an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden, um im Leckagefall Sicherheit zu bieten. Durch den zumindest einen öffenbaren Seitenteil 71 der im Stackregal 60 integrierten Auffangwanne 70 sind auch während des Betriebs der Redox-Durchflussbatterie 1 bzw. der Einzelbatterie 41 eines Batteriesystems die Zellstacks 10 und die Elektropumpen 9a, 9b für Wartung und/oder Austausch leicht zugänglich.
Claims (17)
1. Stackregal (60) für eine Redox-Durchflussbatterie (1, 41), welche zumindest Aufbewahrungstanks (13a, 13b) zur Speicherung elektrisch unterschiedlich geladener Elektrolyte (14a, 14b), eine Mehrzahl an Zellstacks (10), von denen jeder eine Vielzahl an elektrochemischen Einzelzellen (2) bestehend aus einer positiven Halbzelle (2a) und einer negativen Halbzelle (2b) aufweist, sowie ein Fluidverteilsystem mit zumindest Elektrolytpumpen (9a, 9b) und einer Verrohrung (15) aufweist, wobei mit dem Fluidverteilsystem die Elektrolyte (14a, 14b) durch die Zellstacks (10) umwälzbar sind, und wobei das Stackregal (60) ein Regalgerüst (61) umfasst, an welchem zumindest die Zellstacks (10) und die Elektrolytpumpen (9a, 9b) des Fluidverteilsystems der Redox-Durchflussbatterie (1) anordenbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Stackregal (60) eine Auffangwanne (70) aufweist, welche als integrierter Bestandteil des Stackregals (60) ausgeführt ist, und derart am Regalgerüst (61) angebracht ist, dass zumindest ein Teil der am Regalgerüst (61) des Stackregals (60) anordnenbaren Zellstacks (10) und/oder Elektrolytpumpen (9a, 9b) von einem durch die Auffangwanne (70) gebildeten Auffangvolumen umschlossen sind, und dass die Auffangwanne (70) derart ausgestaltet ist, dass zumindest ein Seitenteil (71) der Auffangwanne (70) öffenbar ist, um das von der Auffangwanne (70) gebildete Auffangvolumen zugänglich zu machen.
2. Stackregal (60) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangwanne (70) derart ausgestaltet ist, dass der zumindest eine öffenbare Seitenteil (71) der Auffangwanne (71) nach oben klappbar ist oder nach unten aufklappbar ist oder als Flügeltür oder als Schiebetüre ausgestaltet ist, um das Auffangvolumen der Auffangwanne (70) zugänglich zu machen.
3. Stackregal (60) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine öffenbare Seitenteil (71) der Auffangwanne (70) an einer der Längsseiten des Stackregals (60) vorgesehen ist.
4. Stackregal (60) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangwanne (70) eine Kunststoffplane (72), welche nach einem vorgebbaren Faltmuster zu einer Wanne (70) gefaltet ist, und eine mechanische Stützung (74), an deren Innenseite die Kunststoffplane (72) im gefalteten Zustand befestigt ist und deren Außenseite am Regalgerüst angebracht ist, umfasst.
5. Stackregal (60) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffplane (72) aus einem flexiblen, chemisch beständigen Kunststoff besteht.
6. Stackregal (60) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass als mechanische Stützung (74) zumindest vier Stützbleche, vorzugsweise Stahlbleche, vorgesehen sind.
7. Stackregal (60) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangwanne (70) aus einem unflexiblen, chemisch stabilen Material ausgeführt ist.
8. Stackregal (60) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Regalgerüst (61) zumindest Montageleisten (64) zum Anordnen der Zellstacks (10) und/oder der Elektrolytpumpen (9a, 9b) vorgesehen sind, wobei Fixierelemente (65) vorgesehen sind, welche jeweils mit einem ersten Ende mit einer jeweiligen Montageleiste (64) verbunden sind, und welche jeweils ein zweites Ende aufweisen, welches mit einen an den Montageleisten (64) des Regalgerüsts (61) anordenbaren Zellstack (10) lösbar verbindbar ist.
9. Stackregal (60) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Montageleisten (64) Ablageflächen angeordnet sind, auf welchen die Zellstacks (10) und/oder Elektrolytpumpen (9a, 9b) anordenbar sind.
10. Stackregal (60) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Montageleisten (64) zum Anordnen der Zellstacks (10) und/oder der Elektrolytppumpen
(9a, 9b) derart im Regalgerüst (61) angeordnet sind, dass auf den Montageleisten (64) anordenbare Zellstacks (10) nur einen Teil einer Regaltiefe (T) des Stackregals (6) einnehmen, wobei in einem verbleibenden freibleibenden Teil der Regaltiefe (T) die Verrohrung (15) des Fluidverteilsystems der Redox-Durchflussbatterie (1) anordenbar ist.
11. Stackregal (60) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Stackregal (60) Halteelemente (66) für die Verrohrung (15) des Fluidverteilsystems an den Montageleisten (64) vorgesehen sind.
12. Stackregal (60) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteelemente (66) halbkreisförmige Aussparungen aufweisen.
13. Stackregal (60) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass an einem unteren, bodennahen Ende des Regalgerüst (61) Aussparungen zum Eingriff eines Staplers vorgesehen sind und/oder dass an einem oberen Ende des Regalgerüst (61) Hebeösen und/oder Traversen vorgesehen sind.
14. Redox-Durchflussbatterie (1), welche zumindest Aufbewahrungstanks (13a, 13b) zur Speicherung elektrisch unterschiedlich geladener Elektrolyte (14a, 14b), eine Mehrzahl an Zellstacks (10), von denen jeder eine Vielzahl an elektrochemischen Einzelzellen (2) bestehend aus einer positiven Halbzelle (2a) und einer negativen Halbzelle (2b) aufweist, sowie ein Fluidverteilsystem mit zumindest Elektrolytpumpen (9a, 9b) und einer Verrohrung (15) aufweist, wobei mit dem Fluidverteilsystem die Elektrolyte (14a, 14b) durch die Zellstacks (10) umwälzbar sind, und wobei zumindest die Zellstacks (10) und/oder die Elektrolytpumpen (9a, 9b) mit der Verrohrung (15) in einem Stackregal (60) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 angeordnet sind.
15. Redox-Durchflussbatterie (1) nach Anspruch 14, wobei die Elektrolytpumpen (9a, 9b) der Redox-Durchflussbatterie (1) in einem unteren Bereich des Stackregals (6) angeordnet sind, und wobei die Zellstacks (10) im Stackregal (60) oberhalb der Elektrolytpumpen (9a, 9b) angeordnet sind.
16. Redox-Durchflussbatterie nach Anspruch 14 oder 15, wobei zumindest eine Steuereinheit (50) der Redox-Durchflussbatterie in einem oberen Bereich oder an einem oberen Ende des Stackregals (60) angeordnet ist.
17. Redox-Durchflussbatterie nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei die zumindest im Stackregal (60) angeordneten Zellstacks (10) und/oder Elektrolytpumpen (9a, 9b) mit der Verrohrung (15) mit den Aufbewahrungstanks (13a, 13b) in einem gemeinsamen Container angeordnet sind.
Hierzu 7 Blatt Zeichnungen
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ATA50045/2025A AT528518B1 (de) | 2025-01-27 | 2025-01-27 | Stackregal für eine Redox-Durchflussbatterie |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ATA50045/2025A AT528518B1 (de) | 2025-01-27 | 2025-01-27 | Stackregal für eine Redox-Durchflussbatterie |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| AT528518A4 AT528518A4 (de) | 2026-02-15 |
| AT528518B1 true AT528518B1 (de) | 2026-02-15 |
Family
ID=98741070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ATA50045/2025A AT528518B1 (de) | 2025-01-27 | 2025-01-27 | Stackregal für eine Redox-Durchflussbatterie |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| AT (1) | AT528518B1 (de) |
-
2025
- 2025-01-27 AT ATA50045/2025A patent/AT528518B1/de active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AT528518A4 (de) | 2026-02-15 |
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