ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ С ПРОТОЧНЫМ ЭЛЕКТРОЛИТОМ С ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫМИ СОЕДИНЕНИЯМИ В КАЧЕСТВЕ ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ ПАРЫ И ПОЛУПРОНИЦАЕМОЙ МЕМБРАНОЙ ДЛЯ АККУМУЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

1. Окислительно-восстановительный элемент с проточным электролитом для аккумулирования электрической энергии, содержащий реакционную ячейку с двумя камерами (1, 2) различной полярности для католита и анолита, которые соединены с гидравлическим аккумулятором и которые разделены мембраной для ионного обмена, при этом камеры (1, 2) заполнены редокс-активными компонентами, которые находятся в виде индивидуального вещества, в растворенном или диспергированном виде в растворителе электролита, а также растворенными в нем повышающими проводимость солями и, необязательно, дополнительными добавками, отличающийся тем, что в качестве редокс-активных компонентов предусмотрены высокомолекулярные соединения, а в качестве мембраны - мембрана стерического исключения (3) для разделения находящихся в виде индивидуального вещества, в растворенной или в диспергированной форме высокомолекулярных редокс-активных компонентов.
2. Окислительно-восстановительный элемент с проточным электролитом по п. 1, отличающийся тем, что камеры (1, 2) заполнены редокс-активными компонентами, которые находятся в виде индивидуального вещества или растворены в воде или в органическом растворителе.
3. Окислительно-восстановительный элемент с проточным электролитом по п. 1, отличающийся тем, что в качестве мембраны стерического исключения предусмотрена полупроницаемая мембрана.
4. Окислительно-восстановительный элемент с проточным электролитом по п. 1, отличающийся тем, что в качестве мембраны стерического исключения предусмотрена диализная мембрана.
5. Окислительно-восстановительный элемент с проточным электролитом по п. 1, отличающийся тем, что мембрана стерического исключения имеет селективность по меньшей мере 500 г/моль, а высокомолекулярные редокс-активные компоненты имеют соответствующую молярную массу более 500 г/моль, предпочтительно большую или равную 550 г/моль.
6. Окислительно-восстановительный элемент с проточным электролитом по п. 1, отличающийся тем, что мембрана
стерического исключения состоит из пластмасс, керамики, стекол, металлов, композитов или текстильных полотен или их комбинаций, предпочтительно из органических полимеров, в частности из целлюлозы или модифицированной целлюлозы, из полиэфирсульфона, полисульфона, поливинилиденфторида, сложного полиэфира, полиуретана, полиамида, полипропилена, поливинилхлорида, полиакрилонитрила, декстрана, лигнина, полипропиленоксида, полиэтиленимина, полиакриловой кислоты, полистирола, поливинилового спирта, полифениленоксида, полиимида, политетрафторэтилена или их производных.
7. Окислительно-восстановительный элемент с проточным электролитом по п. 1, отличающийся тем, что мембрана стерического исключения состоит из органического материала, а, в частности, выполнена как полимерная мембрана.
8. Окислительно-восстановительный элемент с проточным электролитом по п. 1, отличающийся тем, что толщина мембраны стерического исключения находится в диапазоне от 1 мкм до 5 мм, особенно предпочтительно от 10 мкм до 200 мкм.
9. Окислительно-восстановительный элемент с проточным электролитом по п. 1, отличающийся тем, что в качестве высокомолекулярных компонентов находят применение редокс-активные органические или металлорганические вещества, олигомеры или полимеры.
10. Окислительно-восстановительный элемент с проточным электролитом по п. 1, отличающийся тем, что в качестве редокс-активных компонентов применяются полимеры, которые содержат образующие радикалы нитроксида, радикалы вердазила или радикалы нитронилнитроксида группы, виологены или хиноны.
11. Окислительно-восстановительный элемент с проточным электролитом по п. 10, отличающийся тем, что в качестве редокс-активных компонентов применяются полимеры, которые имеют основную полимерную цепь, выбранную из группы полиметакрилатов, полиакрилатов, полистиролов, полиалкиленгликолей или простых виниловых полиэфиров, и ковалентно связанные с ней редокс-активные компоненты, выбранные из групп, образующих радикалы нитроксида, радикалы вердазила или радикалы нитронилнитроксида,
виологенов или хинонов.
12. Окислительно-восстановительный элемент с проточным электролитом по п. 1, отличающийся тем, что в качестве редокс-активных компонентов применяются полимеры, которые присутствуют в виде линейных полимеров или разветвленных полимеров, в частности, в виде гребнеобразных или звездообразных полимеров, дендримеров, лестничных полимеров, кольцеобразных полимеров, поликатенанов или полиротоксанов.
6
2
4
13. Окислительно-восстановительный элемент с проточным электролитом по п. 1, отличающийся тем, что вязкость применяемых электролитов находится в диапазоне от 1 мПа·с до 10мПа·с, в частности предпочтительно от 10 до 10 мПа·с (измеренная при 25°C на ротационном вискозиметре типа пластина/пластина).
14. Применение окислительно-восстановительного элемента с проточным электролитом по п. 1 для аккумулирования электрической энергии для мобильных и стационарных назначений.
15. Применение по п. 14, отличающееся тем, что окислительно-восстановительный элемент с проточным электролитом применяют в области электромобилей, в частности, в качестве аккумулятора в наземных, воздушных и водных транспортных средствах, или тем, что окислительно-восстановительный элемент с проточным электролитом применяют в качестве стационарного аккумулятора для аварийного электроснабжения, выравнивания пиковых нагрузок, а также для промежуточного аккумулирования электрической энергии из возобновляемых источников энергии, в частности, в секторе фотовольтаики и ветроэнергетики.