CN103109336A - 流化床电极***以及高容量功率存储和使用这些***的水处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明使用电化学离子吸收（充电）和离子解吸（放电）的原理，并涉及流化床电极***、高容量能量存储***和使用这些***的水处理方法，其中高容量电能被存储为浆体相的电极材料，且电解质同时以连续方式流入到形成在电极上的细流通道结构中。更具体地，本发明涉及流化床电极***、能量存储***和水处理方法，其中电极活性材料连续地以浆体相流动，由此不扩大或层叠电极而容易地获得高容量。

Description

流化床电极***以及高容量功率存储和使用这些***的水处理方法
技术领域
本发明使用电化学离子吸收（充电）和离子解吸（放电）的原理，并涉及连续流电极***、高容量能量存储***和使用这些***的水处理方法，其中处于浆体相的电极材料和电解质以连续方式在形成在电极上的细流通道结构中同时流动，以便在其中存储高容量电能。更具体地，本发明涉及连续流电极***、能量存储***以及水处理方法，其中电极活性材料连续地以浆体相流动，由此不用扩大或层叠电极以用于高容量的情况下而容易地获得高容量。
背景技术
近年来，世界上许多国家已大力致力于研发清洁的可替代能源以及存储能量的技术，以便解决与空气污染和/或全球变暖有关的问题。特别地，电能存储技术包括例如高容量功率存储***用于存储由大量可替代能源、不同种类的移动装置产生的电能，用于未来的电动汽车的小尺寸但高能量的功率存储***以减少大气污染等，这些是作为未来绿色产业的基础的关键点。大部分这样的用于功率存储的未来技术是基于离子吸收（充电）和解吸（放电）的原理使用，诸如锂离子电池或超级电容器，因此世界上所有国家都继续致力于有意义的研发以通过改善材料和部件的充电-放电特征实现高效率的致密化和容量扩展。
同时，以上描述的同样原理最近也被用于水处理应用，包括处理净化水或废水、海水淡化等，由此与现有的蒸发或逆渗透（RO）相比非常节能的处理水的方法，即，现在正在开发的电容去离子（CDI）处理。
对于使用如上描述的同样原理的功率存储和水处理***，最显著的问题是高设备成本以及电容扩展的效率降低。换句话说，由于用于按比例增加的电极面积的增加，由此引起的电极中的电场分布的不规则性、涂覆在集电体上的膜电极中有限量的活性材料、在涂覆过程中活性材料和电解质之间由粘合剂导致的接触面积的降低以及充电-放电效率的恶化等等，必须层叠大量的单元电池，以便引起高设备成本，且特别地，电容去离子（CDI）处理遇到由于堆叠流（stack flow）中水（电解质）压力损失而引起的增加操作成本的问题。
发明内容
【技术问题】
因此，本发明的一个目的是提供一种连续流电极***，其具有扩展的容量而不需要层叠或增加向其施加容量扩展的电极区域。
本发明的另一个目的是提供一种有效和经济的高容量能量存储***。
而且，本发明的另一个目的是提供一种水处理方法，其使得具有低能源成本的水处理成为可能。
【技术方案】
本发明的方面1旨在一种连续流电极***，包括：含有可流动阳极活性材料的流阳极；含有可流动阴极活性材料的流阴极；以及电解质。
根据方面1的连续流电极***，该阳极活性材料和阴极活性材料连续流动，由此被连续地提供给***，因此容量可被容易地扩展，而不需要层叠和/或增加电极区域。
根据本发明的方面2，在本发明的方面1的连续流电极***，阳极包括阳极集电体；阳极隔离层；形成在阳极集电体和阳极隔离层之间阳极流通道；以及流过阳极流通道的阳极活性材料，且阴极包括阴极集电体；阴极分离层；形成在阴极集电体和阴极分离层之间的阴极流通道；以及流过阴极流通道的阴极活性材料，其中所述电解质流过在阳极分离层和阴极分离层之间形成的作为电解质流通道的绝缘间隔物。
根据方面2的连续的流电极***，由阳极活性材料和电解质之间或阴极活性材料和电解质之间的离子交换执行离子吸附（充电）和/或解吸（放电），以便存储和/或产生能量。
根据本发明的方面3，在本发明的方面2的连续流电极***中，阳极分离层是微孔绝缘分离膜或阴离子交换（导电）膜，且阴极分离层是微孔绝缘分离膜或阳离子交换（导电）膜。
根据方面3的连续流电极***，通过微孔绝缘分离膜或阴离子交换膜，离子可从活性材料被转移或交换到电解质，由此存储和/或产生能量。
根据本发明的方面4，在本发明的方面2的连续流电极***中，阳极活性材料或阴极活性材料与电解质混合以形成浆体相的活性材料。
根据方面4的连续流电极***，容易控制流动速率并恒定且连续地提供活性材料给单元连续流电极***，由此恒定地存储和/或产生能量。
根据本发明的方面5，在本发明的方面2的连续流电极***中，阳极活性材料或阴极活性材料包括同样的材料。
根据方面5的连续流电极***，阳极和阴极活性材料都仅使用一个装置而存储和提供，由此减少存储和管理上述活性材料引起的不便，并降低用于提供各装置的花费。
根据本发明的方面6，在本发明的方面2的连续流电极***中，分离层是微孔绝缘分离膜，且阳极活性材料或阴极活性材料是微囊化的（micro-capsulated）。
根据方面6的连续流电极***，微囊化的电极活性材料允许与电解质的接触面积增加，由此改善反应性。
根据本发明的方面7，电解质的流向与流阳极的阳极活性材料和流阴极的阴极活性材料的流向都相反，其中这两个活性材料以相同方向流动。
基于上述技术配置，可设计各种形式的连续流电极***。
根据本发明的方面8，流阳极的阳极活性材料具有与流阴极的阴极活性材料不同的流动速率，以提供不对称的电极。即，由于它们具有彼此不同的流动速率，流动速率的绝对值可不同，或流向可彼此相反。因此，有可能设计各种形式的连续流电极***。
根据本发明的方面9，***没有分离层。因此，***具有简单结构。但是，为了防止阳极活性材料和阴极活性材料的混合，阳极活性材料或阴极活性材料是微囊化的。
根据本发明的方面10，在方面1到9中的任一个中的连续流电极***中，连续流电极***是二次电极或电双层电容器（EDLC）。
根据方面10的连续流电极***，根据其目的，***可以各种形式被使用。
本发明的方面11涉及一种高容量能量存储***，包括：根据方面1到9的任一个的连续流电极***；馈送装置，分别提供阳极活性材料、阴极活性材料和电解质；电源，向连续流电极***提供功率；转换开关，控制在电源中出现的电势差；以及存储罐，用于存储阳极活性材料、阴极活性材料和电解质中的每一种。
根据方面11的能量存储***，阳极活性材料、阴极活性材料和电解质不被存储在连续流电极***中，而是被存储在单独提供的额外存储罐中，并被提供给***，可存储高容量的能量，而不要求扩展或层叠电极区域。因此，可容易地执行用于不同容量的按比例增加，且制造和操作的花费被显著降低，由此上述***可被有用地用于未来的能源产业。
根据本发明的方面12，在方面11的高容量能量存储***中，***还包括连接到转换开关的电阻器。
根据方面12的高容量能量存储***，转换开关从电源被转换到电阻器，允许存储在存储罐中的离子吸收（充电的）功率被输出。
根据本发明的方面13，在方面11的高容量能量存储***中，馈送装置包括馈送罐和馈送泵，以分别提供阳极活性材料、阴极活性材料和电解质。
根据方面13的高容量能量存储***，馈送罐可独立于连续流电极***而被单独提供，由此不考虑连续的流电极***的尺寸而以降低的成本实现容量扩展。
根据本发明的方面14，在方面13的高容量能量存储***中，单个馈送罐被用作阳极活性材料馈送罐，以提供阳极活性材料，且同时作为阴极活性材料馈送罐以提供阴极活性材料。
根据方面14的高容量能量存储***，当阳极活性材料与阴极活性材料相同时，仅使用单个馈送罐就可充分提供活性材料，由此降低了设备成本。
根据本发明的方面15，在方面13的高容量能量存储***中，提供了两个连续流电极***，其中连续流电极***一部分被用作充电设备而剩余部分被用作放电设备，从能量存储设备流出以用于放电的阳极活性材料和阴极活性材料再次被分别循环到阳极活性材料馈送罐和阴极活性材料馈送罐。
根据方面15的高容量能量存储***，充电/放电可被连续和同时进行，且不必要额外提供阳极活性材料馈送罐和阴极活性材料馈送罐，由此降低设备成本。
根据本发明的方面16，在方面8的高容量能量存储***中，存储罐是电绝缘存储容器。
根据方面16的高容量存储***，存储在存储罐中的功率被稳定地保持，而没有泄露。
根据本发明的方面17，在方面13的高容量能量存储***中，电解质包括海水或工业废水。
根据方面17的高容量能量存储***，由于海水和废水被用作电解质，可降低花费且以上***可被用于海水的淡化和废水的净化。
本发明的方面18涉及一种使用根据方面10的高容量能量存储***的利用电容消电的水处理方法。
使用方面18的水处理方法，可用降低的设备成本和操作成本执行大规模的水处理。
本发明的方面19是一种使用根据方面7的高容量能量存储***的利用电容消电的海水淡化的方法。
根据方面19的海水淡化方法，可用减少的设备成本和操作成本来执行大规模海水淡化。
本发明的方面20旨在一种使用根据方面7的高容量能量存储***的利用电容消电的废水净化方法，其中电解质包括工业废水。
根据方面20的废水净化方法，可用减少的设备成本和操作成本执行大规模的废水净化。
【有益作用】
与涂覆在现有的集电体上的固定相活性材料电极相反，具有几十纳米到几十微米的尺寸、且与集电体分离的微细电极活性材料连续地以与电解质混合的浆体相流动，因此仅使用绝缘的存储容器以及具有微细流通道结构的单元电池（unit cell）可容易地达到高容量，这样的能量存储和CDI消电离装置可针对不同容量而容易并合适地按比例增加，使得用于制造并操作装置的花费显著降低。
附图说明
图1是示出根据本发明实施例的连续流电极***的示意图。
图2是示出根据本发明实施例的含有电极材料的微囊的横截面图。
图3是示出根据本发明实施例的高容量电极***的示意图。
图4是示出根据本发明另一个实施例的连续流电极***的示意图。
图5是示出根据本发明又一个实施例的连续流电极***的示意图。
具体实施方式
以下将详细描述本发明。但是，给出以下描述是为了更详细地解释本发明，其设计可被本领域技术人员适当地改变或修改。
根据本发明的一个实施例，连续流电极***包括含有流动阳极活性材料的流阳极；含有流动阴极活性材料的流阴极；以及流动电解质。
阳极活性材料、阴极活性材料和电解质可包括在典型的连续流电极***（即，电池或蓄电池）中使用的任一个，其可被本领域技术人员根据使用其的目的和/或情况而适当选择。
根据本发明的一个实施例，阳极活性材料和阴极活性材料可包括不同的材料，或相反地，包括相同的材料。
根据本发明的一个实施例，诸如阳极活性材料和/或阴极活性材料的电极材料可包括多孔碳（活性碳、碳气溶胶、碳纳米管等）、石墨粉、金属氧化物粉等，其可与电解质混合以便以流化状态被使用。
根据本发明的一个实施例，电解质包括水溶性电解质，诸如NaCl、H2SO4、HCl、NaOH、KOH、Na2NO3等，以及有机电解质，诸如碳酸丙烯（PC）、碳酸二乙酯（DEC）、四氢呋喃（THF）等。
根据本发明的一个实施例，电极活性材料单独流动，而电解质可以是固体或固定相的电解质。
根据本发明的一个实施例，阳极包括阳极集电体；阳极分离层；形成在阳极集电体和阳极分离层之间的阳极流通道；以及流过阳极流通道的阳极活性材料，以及阴极包括阴极集电体；阴极分离层；形成在阴极集电体和阴极分离层之间的阴极流通道；以及流过阴极流通道的阴极活性材料，其中电解质流过形成在阳极分离层和阴极分离层之间的流通道。
电极集电体和电极分离层可包括在传统的连续流电极***（电池、蓄电池等）中使用的任一个，其可被本领域技术根据使用其的目标和情况而合适地选择或采用。
阳极流通道或阴极流通道的宽度可以以等于或小于传统连续流电极***中的电极集电体和分离层之间的空间的尺寸来形成。由于电极活性材料是传统上固定的，其引起以下问题，即，当试图获取充电/放电所要求的活性材料的所需的容量时，连续流电极***的尺寸增加，由此限制了电极集电体和分离层之间的空间。另一方面，根据本发明，由于电极活性材料可被连续提供，可根据目的、可使用的电解质的活性材料等而自由地执行设计改变和/或修改而没有限制。根据本发明的一个实施例，在此使用的流通道的宽度和高度可从几十微米到几毫米不等。
类似地，绝缘间隔物的宽度可被适当改变，而不受由连续流电极***的尺寸引起的限制，因为电解质可被连续提供。
但是为了增加充电/放电效率，电解质和活性材料的速度可彼此不同，或相反地，活性材料和绝缘间隔物之间的宽度比可被限制。
根据本发明的一个实施例，阳极分离层可以是微孔绝缘分离膜或阴离子交换（导电）膜，而阴极分离层可以是微孔绝缘分离膜或阳离子交换（导电）膜。
分离层被用作电和物理隔离，且微孔绝缘分离膜仅允许离子转移，而离子交换（导电）膜可选择地传输阳离子或阴离子。
此外，根据本发明的一个实施例，阳极活性材料或阴极活性材料可包括浆体相的活性材料，其包括与电解质混合的阳极活性材料或阴极活性材料。
同时，根据本发明的另一个实施例，电解质可以相反方向流到阳极活性材料和阴极活性材料。因此，有可能构造各种形式的连续流电极***。
而且，采用阳极中的阳极活性材料和阴极中的阴极活性材料的不同流动速率可能引起阳极活性材料和阴极活性材料分别与电解质的不同反应时间。由此，各种设计修改是可能的。
以下将参考附图详细描述本发明的优选实施例。
图1是示出根据本发明的一个实施例的连续流电极***的示意图。参考图1，该***包括：包括阳极集电体11、阳极分离层13和流过在阳极集电体11和阳极分离层13之间形成的阳极流通道14的阳极活性材料12的阳极10；包括阴极集电体21、阴极分离层23以及流过在阴极集电体21和阴极分离层23之间形成的阴极流通道24的阴极活性材料22的阴极20；以及流过在阳极分离层13和阴极分离层23之间形成的绝缘间隔物34的电解质30。
连续流电极***可以是单元电池，其中两个或更多个单元电池可被连续排列，且可同时并连续地流动电极材料以及电解质。
而且，如图4所示，有可能使得电解质30的移动方向与阳极活性材料12和阴极活性材料22的相反。
参考图2，电极材料可以是微囊化的，以增加电解质和电极材料之间的接触面积。更具体地，使用阴离子分离层（致密层，选择性地使阴离子通过并阻止液体电解质流过）和阳离子分离层（致密层，选择性地仅使阳离子通过）。
但是，如果使用由每个选择性离子层包封的阴极活性材料（见图2），则不需在两个电极之间提供离子导电致密层。或者，当使用允许电解质以及离子流过的微孔绝缘分离膜时，电解质和包封的电极活性材料粒子之间的接触面积变大。
微囊化的电极包括位于中心的核和围绕核的周边的壳，其中壳材料具有交换在电解质中存在的离子的特性。根据本发明的一个实施例，壳材料可包括能交换阳离子的聚合物膜，其含有磺酸基（SO3 -）、羧基（COO-）或磷酸基（PO4 -）等；或能交换阴离子的聚合物膜，其含有键合到其的伯、仲、叔或季铵基。微囊可由固或液相方法制备。特别地，在液相方法中，可形成核/壳结构，例如通过使用表面活性剂的乳化法、聚合单体的聚合法制备壳材料，或同时地或单独地注射或挤出核和壳的方法，以便形成微囊化电极。由于微囊化电极包括单颗粒或积聚在一起的个别颗粒和围绕其的壳，其具有优点，即，每单位重量或体积的电极面积大于由所有积聚的颗粒形成的体电极的面积。
特别地，如图5所示，当制造没有分离层的连续流电极***60时，可以避免阳极活性材料和阴极活性材料与电解质的直接混合。
接下来，参考图3，根据本发明的一个实施例的能量存储***100包括单元电池形式的连续流电极***1；阴极活性材料馈送罐2a和馈送泵41，以提供阴极活性材料，其通过混合阴极活性材料22和电解质30而被制备成浆体相；阳极活性材料馈送罐2b和馈送泵42，其提供通过混合阳极活性材料12和电解质30而被制备成浆体相的阳极活性材料；电解质馈送罐5和馈送泵43，提供电解质30；电源7，提供直流给连续流电极***1；转换开关9，控制在电源7中存在的电势差；阴离子存储罐3，其中存储有在流过施加有电势的连续流电极***1时在其中含有吸收的离子（充电的）的阳极活性材料；阳离子存储罐4，其中存储有含有吸收的离子（充电的）的阴极活性材料；以及去离子电解质存储罐6。
能量存储***100具有如下的技术功能：
当通过转换开关9将在直流电源7中存在的电势差，例如从0.5到2.0V，施加到连续流电极***1时，阳极活性材料12、阴极活性材料22和电解质30以浆体相同时并连续地穿过连续流电极***1。
阳极活性材料12和阴极活性材料22可预先与电解质30混合，然后分别从阴极活性材料馈送罐2a、阳极活性材料馈送管2b和电解质馈送罐5流出，并分别通过馈送泵41、42和43馈送到连续流电极***1。在该情况下，如果使用的阳极活性材料12和阴极活性材料22彼此相同，替代地仅使用馈送罐2。电解质馈送罐5中的电解质是通过馈送泵44和控制阀门45从海水或污水被提供。
如上所述，当阳极活性材料12、阴极活性材料22和电解质30流动而穿过施加了电势的连续流电极***1时（沿实线方向），穿过***时吸收了离子的（充电的）电极活性材料12和22和没有离子的电解质30被分别存储在存储罐3、4和6中。根据一个实施例，存储罐优选地是电绝缘存储罐。
对于传统的固定相的活性材料电极，在离子被充电在电极活性材料中后，进一步的充电是不可能的。因此，为了实现高容量，电极必须具有大面积或若干个电极必须被层叠，由此引起设备制造或操作成本的大幅度增加。但是，根据本发明，可以连续地提供活性材料，并将吸收了离子的活性材料存储在额外提供的存储罐中，因此可容易地实现高容量，而不用扩大或层叠连续流电极***1。而且，由于可提供连续的流电极***1（如要求），因此适于各种容量的按比例增加可被容易地执行。
同时，一种输出（施加）每个存储罐中存储的电极活性材料的离子吸收（充电的）功率的方法可以与离子吸收（充电）过程相反，包括：关掉直流电源7；转换转换开关9以将电源连接到电阻器8并同时以相反的顺序把存储在存储罐3、4和6中的阳极活性材料、阴极活性材料和电解质流过连续流电极***1中（以虚线方向），由此在穿过连续流电极***1时进行离子解吸（放电））。
在这方面，如果要求长时间地同时并连续地执行充电和放电，可提供两个或更多个连续流电极***1以构造最终***。其中，***的一部分可用作充电装置，而剩余部分可用作放电装置。这里，不要求额外提供存储罐3和4给阳极活性材料12和阴极活性材料22，在连续流电极***1中的用于放电的吸收离子（充电）电极活性材料可直接朝着馈送罐2b和2a被循环，而不穿过上述存储罐。
更具体地，用于放电的额外安装的连续流电极***1可包括具有离子导电特性的分离层，或使用微囊化的电极材料，以便实现阻止电极材料的污染，并通过极性反转快速解析存储的离子和电解质浓度。
根据本发明的能量存储***100可被应用于电容消电离类型的水处理技术。例如，当海水或工业废水流到电解质馈送罐5并穿过其中产生电势差的连续流电极***1时，水被淡化（去离子）并存储在电解质存储罐6，由此使得海水淡化和工业废水净化成为可能。
因此，与现有的蒸发或RO方法相比，用非常低的能量成本来进行水处理是可能的。可实现高容量的水处理。
【例子】
此后，将用例子详细描述本发明。但是，给出以下例子以更详细地描述本发明，且不被认为是对本发明的范围的限制。
【例子1】
（来自氯化钠电解质的活性碳粉浆的流化消电离特性）
已制造具有微细（microfine）流通道结构的单元电池（连续流电极***），其中阳离子交换膜（-SO3 -）、阴离子交换膜（R3N+-）和间隔物在矩形阴极和阳极集电体之间隔离（SUS316,95×52mm,22.4cm2的接触面积）。如表2所示，使用微型计量泵（日本精细化工有限公司（Japan FineChemicals Co.Ltd），Minichemi泵），一种具有从1030μs到11000μs范围的导电性（浓度）的含水氯化钠电解质以3到5cc/分的流动速率穿过单元电池。
同时，表1示出的大约95nm的平均颗粒尺寸、且具有细孔特性的活性材料，即活性碳粉，分别与处于表2中的浓度的相同电解质混合。随后，当以大约20到25cc/分的浆体相流动速率使混合物穿过电池单元中的阴极流通道和阳极流通道中每个的电极材料部分时，大约1.2到1.5v的DC电势差被施加到阴极和阳极二者的端子。在本例子中，穿过两个集电体的吸收离子的（充电的）浆体相电极活性材料没被进一步存储，而是向着馈送和存储容器被循环，且同时以大约30分钟的间隔测量电解质的集电体的电流变化和电解质的浓度（电导性）测量。测量结果在表2中示出。
[表1]
Figure BDA00002911733700121
[表2]
Figure BDA00002911733700122
根据表2示出的测量结果，现有的固相电极展示了迅速降低的电流，而电极活性材料随时间流逝而被吸收的离子（充电的）所超时饱和（例如韩国专利公开号2002-0076629）。另一方面，如果电解质浓度被恒定维持，本发明的连续流电极示出了稳定电流。根据这样的事实，即，当依赖于给定料液（电解质）的浓度，穿过集电体的电解质的浓度（导电性）被降低大约30-40%时，循环的浆体相电解活性材料的浓度增加，可以认为电解质离子可能被本发明的连续流电极材料吸收并存储。因此，本发明容易地解决了现有的固定相电极***的问题，该问题涉及在功率存储和CDI淡化技术中的电极材料的涂覆程度的限制，由此高容量导致的高设备成本和操作成本可被显著改善。
图中参考标号的描述
1，60：连续流电极***，  2：活性材料馈送罐
3：阴离子存储罐，  4：阳离子存储罐
5：电解质馈送罐，  6：电解质存储罐
7：电源，  8：电阻器
9：转换开关，  41、42、43、44：馈送泵
10：阳极  11：阳极集电体
12：阳极活性材料，  13：阳极分离层
14：阳极流通道，  20：阴极
21：阴极集电体  22：阴极活性材料
23：阴极分离层，  24：阴极流通道
30：电解质，  34：绝缘间隔物
50：囊膜（离子膜）

Claims (20)

1.一种连续流电极***，包括：
流阳极，含有可流动阳极活性材料；
流阴极，含有可流动阴极活性材料；以及
电解质。
2.如权利要求1所述的连续流电极***，其中所述阳极包括阳极集电体；阳极隔离层；形成在所述阳极集电体和所述阳极隔离层之间的阳极流通道；以及流过所述阳极流通道的所述阳极活性材料，以及
所述阴极包括阴极集电体；阴极隔离层；形成在所述阴极集电体和所述阴极隔离层之间的阴极流通道；以及流过所述阴极流通道的所述阴极活性材料
其中所述电解质流过形成在所述阳极隔离层和所述阴极隔离层之间的绝缘间隔物。
3.如权利要求2所述的连续流电极***，其中所述阳极隔离层是微孔绝缘隔离膜或阴离子交换（导电）膜，以及
所述阴极隔离层是微孔绝缘隔离膜或阳离子交换（导电）膜。
4.如权利要求2所述的连续流电极***，其中所述阳极活性材料或所述阴极活性材料与所述电解质混合以形成浆体相的活性材料。
5.如权利要求2所述的连续流电极***，其中所述阳极活性材料或所述阴极活性材料包括相同的材料。
6.如权利要求2所述的连续流电极***，其中所述隔离层是微孔绝缘隔离膜，以及
所述阳极活性材料或所述阴极活性材料是微囊化的。
7.如权利要求1所述的连续流电极***，其中所述电解质的流向与所述流阳极的所述阳极活性材料和所述流阴极的所述阴极活性材料二者的流向相反，其中这两种活性材料以相同方向流动。
8.如权利要求1所述的连续流电极***，其中所述流电极的所述阳极活性材料具有与所述流阴极的所述阴极活性材料的流动速率不同的流动速率。
9.如权利要求1所述的连续流电极***，其中所述阳极包括阳极集电体；以及所述阳极活性材料在所述阳极集电体附近流动，
所述阴极包括阴极集电体；以及所述阴极活性材料在所述阴极集电体附近流动，
所述电解质在所述阳极活性材料和所述阴极活性材料之间流动，以及
所述阳极活性材料或所述阴极活性材料是微囊化的。
10.如权利要求1到9中任一项所述的连续流电极***，其中所述连续流电极***是二次电池或电双层电容器（EDLC）。
11.一种高容量能量存储***，包括：
如权利要求1到9中任一项所述的连续流电极***；
馈送装置，分别提供所述阳极活性材料、阴极活性材料和电解质；
电源，提供功率到所述连续流电极***；
转换开关，控制在所述电源中出现的电势差；以及
存储罐，用于存储所述阳极活性材料、阴极活性材料和电解质中的每一种。
12.如权利要求11所述的高容量能量存储***，还包括连接到所述转换开关的电阻器。
13.如权利要求11所述的高容量能量存储***，其中所述馈送装置包括馈送罐和馈送泵，以分别提供所述阳极活性材料、阴极活性材料和电解质。
14.如权利要求13所述的高容量能量存储***，其中单个馈送罐用作阳极活性材料馈送罐以提供所述阳极活性材料，且同时作为阴极材料馈送罐以提供阴极活性材料。
15.如权利要求13所述的高容量能量存储***，其中提供两个连续流电极***，其中所述连续流电极***的一部分被用作充电装置而剩余部分被用作放电装置，以及
从能量存储装置流出以用于放电的所述阳极活性材料和所述阴极活性材料再次被分别循环到所述阳极活性材料馈送罐和所述阴极活性材料馈送罐。
16.如权利要求11所述的高容量能量存储***，其中所述存储罐是电绝缘的存储容器。
17.如权利要求10所述的高容量能量存储***，其中所述电解质包括海水或工业废水。
18.一种使用根据权利要求10的高容量能量存储***的利用电容消离子（CDI）的水处理方法。
19.一种使用根据权利要求10的高容量能量存储***的利用电容消离子（CDI）的海水淡化的方法，其中所述电解质包括海水。
20.一种使用根据权利要求10的高容量能量存储***的利用电容消离子（CDI）的废水净化的方法，其中所述电解质包括工业废水。
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104437675A (zh) * 2013-09-24 2015-03-25 韩国能源研究技术研究所 流动电极电容去离子装置用离子交换膜及包含它的流动电极电容去离子装置
CN106830227A (zh) * 2017-03-01 2017-06-13 河海大学 一种循环处理的膜电容去离子装置及处理方法
CN107534161A (zh) * 2015-03-04 2018-01-02 韩国能量技术研究院 网格型液流电极结构
CN108483573A (zh) * 2018-03-28 2018-09-04 华南师范大学 一种利用流体电池除盐的方法及其应用
CN108483591A (zh) * 2018-04-24 2018-09-04 浙江工业大学 一种提取锂离子的方法
CN108675404A (zh) * 2018-05-17 2018-10-19 华南师范大学 一种利用流体电池氧化还原反应进行连续低耗能除盐的方法及其应用
CN108689460A (zh) * 2017-04-12 2018-10-23 孙晓慰 一种连续电吸附装置及方法
CN110214391A (zh) * 2016-09-06 2019-09-06 韩国能源技术研究院 包括通道型液流电极单元结构的电化学电池
CN110255788A (zh) * 2019-07-29 2019-09-20 马鞍山市新桥工业设计有限公司 一种垃圾分拣预处理***
CN111689555A (zh) * 2019-03-15 2020-09-22 国家能源投资集团有限责任公司 一种制盐方法及装置、含盐废水处理***
CN112978874A (zh) * 2021-04-15 2021-06-18 湖南大学 利用流动电极电容去离子装置净化含碘盐废水的方法
US11339483B1 (en) 2021-04-05 2022-05-24 Alchemr, Inc. Water electrolyzers employing anion exchange membranes

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101318331B1 (ko) * 2012-03-16 2013-10-16 한국에너지기술연구원 흐름전극을 이용한 농도차 발전장치
KR101340450B1 (ko) * 2012-09-19 2013-12-11 한국전력공사 해수의 흐름을 이용한 담수화 장치 및 담수화 방법
KR101394132B1 (ko) * 2012-11-20 2014-05-14 한국에너지기술연구원 고효율 염분차 발전장치
ITPD20120363A1 (it) * 2012-11-30 2014-05-31 Idropan Dell Orto Depuratori S R L Apparecchiatura per la purificazione di un fluido e metodo di purificazione di un fluido, in particolare mediante la suddetta apparecchiatura
AT513929A1 (de) * 2013-02-05 2014-08-15 Vanor Wasseraufbereitungs Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Entsalzung von Salzwasser
EP2810922A1 (en) * 2013-06-06 2014-12-10 Centre National De La Recherche Scientifique Method and device to remove ions from an electrolytic media, such as water desalination, using suspension of divided materials in a flow capacitor
KR101582477B1 (ko) * 2013-06-28 2016-01-06 한국에너지기술연구원 전도성 폼을 구비한 축전식 탈염 장치
KR101689200B1 (ko) 2013-07-12 2016-12-26 한국에너지기술연구원 Fdfo 장치의 폐용액으로부터 인회석을 합성하는 시스템
KR101530534B1 (ko) * 2013-08-02 2015-06-22 (주) 시온텍 유로패턴과 이온선택성을 갖는 축전식 탈염전극의 제조 방법
US10411284B2 (en) * 2013-10-03 2019-09-10 Massachusetts Institute Of Technology Flow battery with dispersion blocker between electrolyte channel and electrode
JP2017518161A (ja) * 2014-02-06 2017-07-06 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． 脱灰装置
KR101410642B1 (ko) * 2014-02-20 2014-06-24 (주) 시온텍 축전식 탈염전극 제조방법, 이로부터 제조된 탈염전극 및 이를 포함하는 cdi 모듈
JP6278738B2 (ja) * 2014-02-26 2018-02-14 大阪瓦斯株式会社 塩溶液の処理方法及び設備
KR101637539B1 (ko) 2014-09-30 2016-07-07 한국에너지기술연구원 교차흐름을 이용한 흐름전극장치와 이를 이용한 축전식 탈염장치
KR101692387B1 (ko) * 2014-09-30 2017-01-05 한국에너지기술연구원 전기적 단락에 의한 전극재생이 가능한 흐름전극장치와 이를 이용한 축전식 탈염장치
JP6598013B2 (ja) * 2014-10-23 2019-10-30 国立研究開発法人科学技術振興機構 プロトン伝導体および燃料電池
KR101596301B1 (ko) 2014-12-24 2016-02-23 한국에너지기술연구원 염도차를 이용한 복합발전장치
EP3045431A1 (en) 2015-01-16 2016-07-20 DWI - Leibniz-Institut für Interaktive Materialien e.V. Apparatus and method for continuous water desalination and ion separation by flow electrode capacitive deionization
US10522849B2 (en) 2015-03-04 2019-12-31 Korea Institute Of Energy Research Electrochemical cell comprising channel-type flowable electrode units
CN107531520A (zh) 2015-04-14 2018-01-02 皇家飞利浦有限公司 具有再循环的电吸附净化***
KR101710923B1 (ko) * 2015-05-04 2017-02-28 두산중공업 주식회사 축전식 탈염장치 및 그 운전방법
EP3272714B8 (en) 2015-05-04 2019-07-10 Doosan Heavy Industries & Construction Co., Ltd. Capacitive deionization apparatus
US9673472B2 (en) * 2015-06-15 2017-06-06 Palo Alto Research Center Incorporated Redox desalination system for clean water production and energy storage
NL2015572B1 (en) * 2015-10-06 2017-05-01 Stichting Wetsus European Centre Of Excellence For Sustainable Water Tech Method for fluidized bed capacitive de-ionization of a fluid and de-ionization device there for.
KR101710006B1 (ko) 2015-12-18 2017-02-27 한국에너지기술연구원 압력지연삼투와 전위차를 이용한 발전장치
KR101896758B1 (ko) * 2016-05-04 2018-09-07 현대자동차주식회사 전고체전지 및 그 제조방법
IL246694A0 (en) 2016-07-10 2016-09-29 Technion Res & Dev Foundation Electrodes for energy storage and desalination systems
CN108689459A (zh) * 2017-04-12 2018-10-23 孙晓慰 连续电吸附脱附能量回收装置、***及方法
EP3647275A1 (en) 2018-11-05 2020-05-06 DWI - Leibniz-Institut für Interaktive Materialien e.V. Flexible, one-sided membrane-electrode assemblies for use in electrochemical processes, eletrochemical modules comprising the same, and methods for liquid desalination, ion separation and concentration
CN110028137B (zh) * 2019-04-25 2021-11-30 郑州大学 一种去除水体低价离子和cod的电吸附材料及应用
KR102359398B1 (ko) 2020-04-29 2022-02-08 유재춘 연속적인 축전식 탈염 장치
CN112159902A (zh) * 2020-09-08 2021-01-01 武汉大学 一种基于电容法的电水提锂联产***

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020076629A (ko) * 2001-03-29 2002-10-11 한국에너지기술연구원 전기흡착 방식의 담수화방법 및 장치
CN1417816A (zh) * 2001-10-31 2003-05-14 友昕科技股份有限公司 独立式流通型电容器
US20050029182A1 (en) * 2001-08-07 2005-02-10 Faris Sadeg M. Movable electrode flow through capacitor
US20100003545A1 (en) * 2008-07-07 2010-01-07 Enervault Corporation Redox Flow Battery System for Distributed Energy Storage

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4206020A (en) * 1966-05-24 1980-06-03 National Research Development Corporation Electrochemical process using a fluidized electrode
CH468727A (de) * 1967-02-07 1969-02-15 Battelle Memorial Inst Interna Elektrischer Akkumulator
US3879225A (en) * 1968-03-06 1975-04-22 Nat Res Dev Electrochemical cells comprising fluidized bed electrodes
US3981747A (en) * 1971-08-03 1976-09-21 Societe Anonyme Automobiles Citroen Process for producing electric current by the electrochemical oxidation of an active anodic metal, especially zinc
US3766034A (en) * 1972-08-01 1973-10-16 Grace W R & Co Removal of ions from liquids
JPS5265182A (en) * 1975-11-26 1977-05-30 Sanshin Seisakushiyo Kk Method and apparatus for fractional recovery by ion exchange diaphragm electrolysis
US4190703A (en) * 1977-07-07 1980-02-26 Solomon Zaromb Fluidized-bed electrodes and related apparatus and methods
US4295950A (en) * 1979-09-04 1981-10-20 Marc Cole Desalination with improved chlor-alkali production by electrolyticdialysis
JPS6059733B2 (ja) * 1980-12-10 1985-12-26 日本電気株式会社 カ−ボンペ−スト電極
JPS6122574A (ja) * 1984-07-09 1986-01-31 Sumitomo Electric Ind Ltd 電池
JPH0815093B2 (ja) * 1986-05-24 1996-02-14 住友電気工業株式会社 電解液循環型２次電池
JPH0734434B2 (ja) * 1986-06-16 1995-04-12 日産自動車株式会社 半導体基板のエツチング装置
JPH0239514A (ja) * 1988-07-29 1990-02-08 Asahi Glass Co Ltd 固体電気二重層コンデンサ
US5304432A (en) * 1992-10-13 1994-04-19 Hughes Aircraft Company Membrane flow cell battery
US5496659A (en) 1992-10-14 1996-03-05 National Power Plc Electrochemical apparatus for energy storage and/or power delivery comprising multi-compartment cells
JPH06140062A (ja) * 1992-10-21 1994-05-20 Agency Of Ind Science & Technol 溶液流通型電池
US5434020A (en) * 1993-11-15 1995-07-18 The Regents Of The University Of California Continuous-feed electrochemical cell with nonpacking particulate electrode
JP3079255B2 (ja) * 1997-07-04 2000-08-21 工業技術院長 オンライン干渉成分除去装置
JP2001176498A (ja) * 1999-12-17 2001-06-29 Kansai Research Institute 複合電極材料及びそれを用いた非水系二次電池
JP2002336866A (ja) * 2001-05-18 2002-11-26 Kurita Water Ind Ltd 脱塩装置及び脱塩方法
JP2003285067A (ja) * 2002-03-27 2003-10-07 Yukin Kagi Kofun Yugenkoshi 全自動・省エネルギーの脱イオン装置
JP2004039372A (ja) * 2002-07-02 2004-02-05 Toyo Tanso Kk 窒素とホウ素を含有し導電性を有するダイヤモンド粒状体及びこれを用いた流動床電極
KR101721269B1 (ko) * 2008-06-12 2017-03-29 메사추세츠 인스티튜트 오브 테크놀로지 고 에너지 밀도 산화환원 유동 장치
KR20110019573A (ko) * 2009-08-20 2011-02-28 삼성전자주식회사 전기 흡착 탈이온 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020076629A (ko) * 2001-03-29 2002-10-11 한국에너지기술연구원 전기흡착 방식의 담수화방법 및 장치
US20050029182A1 (en) * 2001-08-07 2005-02-10 Faris Sadeg M. Movable electrode flow through capacitor
CN1417816A (zh) * 2001-10-31 2003-05-14 友昕科技股份有限公司 独立式流通型电容器
US20100003545A1 (en) * 2008-07-07 2010-01-07 Enervault Corporation Redox Flow Battery System for Distributed Energy Storage

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104437675A (zh) * 2013-09-24 2015-03-25 韩国能源研究技术研究所 流动电极电容去离子装置用离子交换膜及包含它的流动电极电容去离子装置
CN104437675B (zh) * 2013-09-24 2017-06-06 韩国能源研究技术研究所 流动电极电容去离子装置用离子交换膜及包含它的流动电极电容去离子装置
CN107534161B (zh) * 2015-03-04 2020-10-30 韩国能量技术研究院 网格型液流电池结构
CN107534161A (zh) * 2015-03-04 2018-01-02 韩国能量技术研究院 网格型液流电极结构
CN110214391A (zh) * 2016-09-06 2019-09-06 韩国能源技术研究院 包括通道型液流电极单元结构的电化学电池
CN106830227A (zh) * 2017-03-01 2017-06-13 河海大学 一种循环处理的膜电容去离子装置及处理方法
CN108689460A (zh) * 2017-04-12 2018-10-23 孙晓慰 一种连续电吸附装置及方法
CN108483573A (zh) * 2018-03-28 2018-09-04 华南师范大学 一种利用流体电池除盐的方法及其应用
CN108483591A (zh) * 2018-04-24 2018-09-04 浙江工业大学 一种提取锂离子的方法
CN108483591B (zh) * 2018-04-24 2021-07-30 浙江工业大学 一种提取锂离子的方法
CN108675404A (zh) * 2018-05-17 2018-10-19 华南师范大学 一种利用流体电池氧化还原反应进行连续低耗能除盐的方法及其应用
CN108675404B (zh) * 2018-05-17 2020-08-18 华南师范大学 一种利用流体电池氧化还原反应进行连续低耗能除盐的方法及其应用
CN111689555A (zh) * 2019-03-15 2020-09-22 国家能源投资集团有限责任公司 一种制盐方法及装置、含盐废水处理***
CN110255788A (zh) * 2019-07-29 2019-09-20 马鞍山市新桥工业设计有限公司 一种垃圾分拣预处理***
US11339483B1 (en) 2021-04-05 2022-05-24 Alchemr, Inc. Water electrolyzers employing anion exchange membranes
CN112978874A (zh) * 2021-04-15 2021-06-18 湖南大学 利用流动电极电容去离子装置净化含碘盐废水的方法

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