CN111448700A - 氧化还原液流电池的电池主体单元和使用它的氧化还原液流电池以及氧化还原液流电池的运行方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的氧化还原液流电池的电池主体单元(10)，是使溶解有活性物质的电解液在具备包含纳米物质的电极(1)、离子交换膜(2)和双极板的电池单元(3)中循环而进行充放电的氧化还原液流电池的电池主体单元(10)，其具备外框主体(4)、设置于外框主体(4)内部的电池单元(3)、使电解液在电池单元(4)中循环的内部配管(内部电解液去路配管(5)、内部电解液回路配管(6))、以及构成内部配管的一部分路径的电解液交换构件(7)。电解液交换构件(7)具有与外部电解液去路配管(12)的连接部(7a)以及与外部电解液回路配管(13)的连接部(7b)，在与外部电解液回路配管(13)的连接部7b具备不透过纳米物质的过滤构件(8)，成为纳米物质相对于外部密闭的体系，能够防止纳米物质从电池主体单元(10)流出。

Description

氧化还原液流电池的电池主体单元和使用它的氧化还原液流 电池以及氧化还原液流电池的运行方法
技术领域
本发明涉及使用包含纳米物质的电极的氧化还原液流电池的电池主体单元和氧化还原液流电池以及氧化还原液流电池的运行方法。
背景技术
作为电力储藏用的电池，进行了各种电池的开发，其中有电解液流通型的电池即所谓的氧化还原液流电池。已知氧化还原液流电池为了增加电极表面积、得到高功率输出，使用包含碳纳米管等纳米级尺寸的纳米物质的电极(例如参照专利文献1)。
但是，关于这些纳米物质，如2016年5月16日由美国环境保护署(EPA)公布的非专利文献1所述，从安全性的观点出发需要强化管理。因此，要求即使在发生电解液从氧化还原液流电池单元和循环路径(配管和电解液罐)中泄漏的状况时，纳米物质也不会流出到外部。
在先技术文献
专利文献1：日本特表2014-530476号公报
非专利文献1：“重要的新使用规则(Significant New Use Rules：SNUR)”2016年5月16日公布
发明内容
本发明是鉴于这样的情况而提出的，其目的是提供能够防止纳米物质从电池主体单元流出的氧化还原液流电池的电池主体单元和使用它的氧化还原液流电池以及氧化还原液流电池的运行方法。
本发明人为解决上述课题进行了认真研究。其结果发现通过在电池主体单元的内部配管的一部分设置电解液交换构件，成为经由该电解液交换构件从外部电解液罐交换电解液的结构，并且在该电解液交换构件内设置不透过纳米粒子的过滤部，成为纳米物质不与电解液一起从该电解液交换构件向外部流出的结构，由此能够完全防止纳米物质向电池主体单元的外部流出，从而完成了本发明。
(1)本发明涉及一种氧化还原液流电池的电池主体单元，是使包含活性物质的电解液在具备电极、离子交换膜和双极板的电池单元中循环而进行充放电的氧化还原液流电池的电池主体单元，所述电极包含纳米物质，所述电池主体单元具备外框主体、设置于所述外框主体内部的所述电池单元、使所述电解液在所述电池单元中循环的内部配管、以及构成所述内部配管的一部分路径的电解液交换构件，所述电解液交换构件具有与外部电解液去路配管的连接部以及与外部电解液回路配管的连接部，在所述与外部电解液回路配管的连接部具备不使所述纳米物质透过的过滤构件，在所述与外部电解液去路配管的连接部具备不使所述纳米物质透过的过滤构件或止回阀，成为所述纳米物质相对于外部密闭的体系。
(2)本发明涉及一种氧化还原液流电池的电池主体单元，是使包含活性物质的电解液在具备电极、离子交换膜和双极板的电池单元中循环而进行充放电的氧化还原液流电池的电池主体单元，所述电极包含纳米物质，所述电池主体单元具备外框主体、设置于所述外框主体内部的所述电池单元、使所述电解液在所述电池单元中循环的内部配管、以及构成所述内部配管的一部分路径的电解液交换构件，所述电解液交换构件通过不使所述纳米物质透过的具有中空纤维结构的过滤构件而隔离为中空空间部和所述过滤构件的外部空间部，并且在所述外部空间部具有与外部电解液去路配管的连接部以及与外部电解液回路配管的连接部，所述中空空间部与所述内部配管连接。
(3)本发明涉及一种氧化还原液流电池的电池主体单元，是使包含活性物质的电解液在具备电极、离子交换膜和双极板的电池单元中循环而进行充放电的氧化还原液流电池的电池主体单元，所述电极包含纳米物质，所述电池主体单元具备外框主体、设置于所述外框主体内部的所述电池单元、使所述电解液在所述电池单元中循环的内部配管、以及构成所述内部配管的一部分路径的电解液交换构件，所述电解液交换构件通过不使所述纳米物质透过的具有中空纤维结构的过滤构件而隔离为中空空间部和所述过滤构件的外部空间部，并且在所述外部空间部具有与外部电解液去路配管的连接部以及与外部电解液回路配管的连接部，所述中空空间部与所述内部配管连接，所述外部空间部划分为电解液的入口侧外部空间部和出口侧外部空间部这两个空间，在所述入口侧外部空间部具有与所述外部电解液去路配管的连接部，在所述出口侧外部空间部具有与所述外部电解液回路配管的连接部。
(4)本发明在上述(3)所述的电池主体单元的基础上，可以设为：所述入口侧外部空间部没有由所述过滤构件隔离，在所述与外部电解液去路配管的连接部具备止回阀。
(5)本发明在上述(1)～(4)中任一项所述的电池主体单元的基础上，可以设为：所述电解液交换构件在其侧面具备与所述外部电解液去路配管的连接部以及与所述外部电解液回路配管的连接部。
(6)本发明在上述(1)～(5)中任一项所述的电池主体单元的基础上，可以设为：构成为能够从氧化还原液流电池中取下更换。
(7)本发明在上述(1)～(6)中任一项所述的电池主体单元的基础上，可以设为：所述外框主体、所述电池单元、所述内部配管以及所述电解液交换构件形成为一体的结构体。
(8)本发明在上述(1)～(7)中任一项所述的电池主体单元的基础上，可以设为：所述内部配管形成于所述外框主体。
(9)本发明在上述(1)～(8)中任一项所述的电池主体单元的基础上，可以设为：所述纳米物质是碳纳米物质。
(10)本发明涉及一种氧化还原液流电池，是具备上述(1)～(9)中任一项所述的电池主体单元、电解液罐、所述外部电解液去路配管和所述外部电解液回路配管而构成的。
(11)本发明涉及一种氧化还原液流电池的运行方法，所述氧化还原液流电池在电池单元中具有包含纳米物质的电极，所述运行方法的特征在于，包括监视在循环的电解液中从所述电极脱离的纳米物质的含量的工序。
(12)本发明可以包括在所述电解液中检测到预先设定的含量以上的纳米物质的情况下，停止所述氧化还原液流电池的运行的工序。
(13)本发明可以包括在停止所述运行的情况下，将所述电池单元更换为新的电池单元的工序。
(14)本发明可以还包括将检测到设定的含量以上的纳米物质的电解液过滤的工序。
(15)本发明可以还包括将检测到设定的含量以上的纳米物质的电解液更换的工序。
(16)本发明的氧化还原液流电池的运行方法，可以应用于上述(1)～(9)中任一项所述的氧化还原液流电池的电池主体单元或上述(10)所述的氧化还原液流电池。
根据本发明，能够提供在循环于电池单元的电解液中，能够防止与纳米物质从电极中流出相伴的纳米物质从氧化还原液流电池的流出(扩大)的氧化还原液流电池的电池主体单元和使用它的氧化还原液流电池以及氧化还原液流电池的运行方法。
附图说明
图1是表示本实施方式涉及的氧化还原液流电池的电池主体单元和氧化还原液流电池的构成的一例的构成图。
图2是表示第1实施方式涉及的氧化还原液流电池的主要部分构成的构成图。
图3是表示第2实施方式涉及的氧化还原液流电池的主要部分构成的构成图。
图4是表示第3实施方式涉及的氧化还原液流电池的主要部分构成的构成图。
具体实施方式
以下，参照附图对应用了本发明的氧化还原液流电池的电池主体单元和氧化还原液流电池的实施方式进行详细说明。再者，本发明不限定于以下的实施方式，可以在不变更本发明主旨的范围内进行各种变更。
＜第1实施方式＞
图1是表示本实施方式涉及的氧化还原液流电池的电池主体单元和氧化还原液流电池的构成的一例的构成图。图2是表示第1实施方式涉及的氧化还原液流电池的主要部分构成的构成图。如图1所示，本实施方式涉及的氧化还原液流电池的电池主体单元10具备电池单元3，使包含活性物质的电解液在电池单元3中循环而进行充放电，电池单元3具备包含纳米物质的电极1、离子交换膜2和双极板(未图示)。并且，在外框主体4的内部设置有电池单元3、使电解液在电池单元3中循环的内部配管(内部电解液去路配管5、内部电解液回路配管6)、以及构成内部配管的一部分路径的电解液交换构件7。
另外，如图1所示，本实施方式涉及的氧化还原液流电池100具备电池主体单元10、用于收纳在电池主体单元10中循环的电解液的电解液罐11、以及将电池主体单元10与电解液罐11连接的外部配管(外部电解液去路配管12、外部电解液回路配管13)。再者，电解液罐11、外部配管(外部电解液去路配管12、外部电解液回路配管13)等分别备有正极用和负极用各1组，以下的说明适用于任一者。
上述构成的电池主体单元10中，通过使送液泵9工作，电解液在内部电解液去路配管5、电池单元3、内部电解液回路配管6、后述的电解液交换构件7中循环。另一方面，通过使送液泵14工作，电解液罐11内的电解液通过外部电解液去路配管12向电池主体单元10输送，经由外部电解液回路配管13返回电解液罐11内，进行电池主体单元10内的电解液的更新。像这样，在氧化还原液流电池100中一边使包含活性物质的电解液循环，一边在电池单元2内进行充放电反应，进行电力的取出和储藏。图中的箭头表示电解液的移动方向。
再者，为了顺利且高效地进行电解液的交换，内部循环用和外部循环用分别设有送液泵9和送液泵14这两个送液泵。其中，内部循环用的送液泵9可以设置于内部电解液回路配管6，但如果将送液泵设置于回路，则容易使电池单元3内减压而产生气泡，并且，将送液泵设置于去路能够更高效稳定地输送液体，因此送液泵9优选设置于内部电解液去路配管5。外部循环用的送液泵14可以设置于外部电解液回路配管13，但根据同样的理由，优选设置于外部电解液去路配管12。
另外，图1所示的电池主体单元10中，电池单元3以单体设置，但通常将电池单元3作为最小单位，以将其多个层叠而成的被称为电池组的形态使用。
作为电极1中所含的纳米物质，可举出三个维度中至少一个维度的大小为1nm～1000nm的例如碳、金属和氧化物等，由这些构成的纳米物质有时分别被称为碳纳米物质、金属纳米物质和氧化物纳米物质。其中，从得到高电流密度这一点出发，优选使用包含碳纳米物质的电极。碳纳米物质例如可举出碳纳米管、碳纳米纤维、碳纳米粒子、碳纳米晶须、碳纳米棒、碳纳米丝、碳纳米线圈和石墨烯等。这些之中，碳纳米管在得到良好的电池特性这一点上更优选。
这些纳米级尺寸的纳米物质，随着充放电时的电解液的循环，有时会从电极脱离，在电解液中悬浮并循环。这些纳米物质滞留于电池主体单元10内时没有问题，但特别是在电解液从电池主体单元返回电解液罐的配管发生电解液泄漏的情况时，电解液中悬浮的纳米物质有可能流出到外部。但是，如上所述要求即使在发生这样的异常状况时，纳米物质也不会流出到外部，从安全性出发需要强化管理。
因此，本实施方式涉及的电池主体单元10中，在外框主体4内设置有内部配管(内部电解液去路配管5、内部电解液回路配管6)和构成内部配管的一部分路径的电解液交换构件7。
并且，如图2所示，电解液交换构件7的特征在于，具有与外部电解液去路配管12的连接部7a以及与外部电解液回路配管13的连接部7b，在连接部7a和7b具备不使所述纳米物质透过的过滤构件8，成为纳米物质相对于外部密闭的体系。
上述构成的氧化还原液流电池100中，包含从电极1脱离的纳米物质的电解液在电池主体单元10内循环的情况下，即使发生反流、电解液泄漏等异常状况，脱离的纳米物质也能够通过过滤构件8而留在单元10内，不会流出到外部。
另外，从尽可能在不妨碍电解液流动的状态下防止由反流导致的纳米物质从电池主体单元10向外部漏出这一点出发，可以在连接部7a不设置过滤构件8，而是设置止回阀。通过止回阀，能够不妨碍从外部电解液去路配管12向电解液交换构件7移动的电解液的流动，防止由于反流导致包含纳米物质的电解液从连接部7a漏出。
在电解液交换构件7的连接部7b具备过滤构件8的情况下，如果过滤构件8被纳米物质、电解质的析出物堵塞，则在通过过滤构件8时压力损失增大，有时电解液难以在电池单元3与电解液罐11之间顺利地循环。因此，电解液交换构件7可以如以下所述通过过滤构件而构成为两个空间部。
＜第2实施方式＞
以下，对第2实施方式涉及的电池主体单元和氧化还原液流电池进行详细说明。图3是表示第2实施方式涉及的氧化还原液流电池的主要部分构成的构成图。以下，对于与第1实施方式不同的特征部分进行说明，对于图中与上述构件相同的构件附带相同标记并省略说明。
第2实施方式涉及的电解液交换构件7A，具有由不使纳米物质透过的中空纤维结构的过滤构件15隔离出的两个空间部。具体而言，如图3所示，电解液交换构件7A具有由中空纤维结构的过滤构件15隔离出的中空空间部7c和过滤构件的外部空间部7d。中空空间部7c与内部配管(内部电解液去路配管5、内部电解液回路配管6)连接，构成内部配管的一部分路径，外部空间部7d具有与外部电解液去路配管12的连接部7a以及与外部电解液回路配管13的连接部7b。
上述构成的电池主体单元10中，通过使送液泵9工作，电解液在内部电解液去路配管5、电池单元3、内部电解液回路配管6、中空空间部7c中循环。另一方面，通过使送液泵14工作，电解液罐11内的电解液在外部电解液去路配管12、外部空间部7d、外部电解液回路配管13中循环。并且，在电解液交换构件7A内，在中空空间部7c与外部空间部7d之间适当进行电解液的交换。此时，即使从电池单元3经由内部电解液回路配管6返回到中空空间部7c的电解液中含有纳米物质，通过过滤构件15，该纳米物质也无法从中空空间部7c侧移动到外部空间部7d侧，会留在中空空间部7c内进行循环，成为纳米物质相对于外部密闭的体系。
这样构成的电解液交换构件7A中，在内部电解液去路配管5、电池单元3、内部电解液回路配管6、中空空间部7c中循环的电解液，与在电解液罐11、外部电解液去路配管12、外部空间部7d、外部电解液回路配管13中循环的电解液之间，经由过滤构件15并通过平衡反应，进行自发的活性物质的交换。即、不是通过送液泵14强制性地将电解液送入过滤构件15而将纳米物质过滤的方式，因此与过滤构件8的情况相比，几乎不存在由纳米物质导致的堵塞。所以，可以长期不更换电解液交换构件7A而使用。
＜第3实施方式＞
以下，对第3实施方式涉及的电池主体单元和氧化还原液流电池进行详细说明。图4是表示第3实施方式涉及的氧化还原液流电池的主要部分构成的构成图。
第3实施方式涉及的电解液交换构件7B，具备由过滤构件15隔离出的中空空间部7c和过滤构件的外部空间部7d，并且外部空间部7d被隔板16划分为电解液的入口侧外部空间部7e和出口侧外部空间部7f这两个空间。入口侧外部空间部7e具有与外部电解液去路配管12的连接部7a，出口侧外部空间部7f具有与外部电解液回路配管13的连接部7b。
第3实施方式中，通过隔板16，外部空间部7d被划分为两个空间(入口侧外部空间部7e和出口侧外部空间部7f)，因此与第2实施方式的情况不同，从电解液罐11供给到入口侧外部空间部7e的电解液，不会向出口侧外部空间部7f直接移动。像这样具备隔板16的构成，能够通过中空空间部7c与外部空间部7d的压差，构建一边利用过滤构件15过滤纳米物质一边使电解液循环的系统，因此优选。即、与第1实施方式的情况同样地，通过送液泵14将电解液送入内部配管内，因此能够高效地使电解液循环。另外，与第1实施方式的情况相比，实质上过滤构件的面积增加，因此能够在各阶段改善由纳米物质导致的堵塞。
再者，第3实施方式涉及的电解液交换构件7B，被隔板16划分为电解液的入口侧外部空间部7e和出口侧外部空间部7f这两个空间，两个空间部通过过滤构件15而与中空空间部隔离，但也可以是仅出口侧外部空间部通过过滤构件15而与中空空间部隔离的结构。该情况下，入口侧外部空间部没有通过过滤构件15而与中空空间部隔离，并且，为了不会由于反流而使包含纳米物质的电解液从连接部7a漏出到外部，优选在连接部7a设置止回阀。如在第1实施方式中说明的那样，通过止回阀，能够不妨碍从外部电解液去路配管12向电解液交换构件7B移动的电解液的流动，防止由于反流使包含纳米物质的电解液从连接部7a漏出。
第1～第3实施方式中的电池主体单元10所具备的过滤构件8、15，只要是使溶解于电解液的活性物质、溶剂透过，并且不使没有溶解于电解液的纳米物质透过的构件，就不特别限定。过滤构件8、15可以根据电极1所含的纳米物质的尺寸来适当选择其网格尺寸。
另外，电解液交换构件7、7A、7B(以下简称为“电解液交换构件7”)优选在其侧面具备与外部电解液去路配管12的连接部7a以及与外部电解液回路配管13的连接部7b。通过在电解液交换构件7的侧面具备连接部7a、7b，能够将电解液交换构件7收纳在外框主体4内，并且将外部电解液去路配管12和外部电解液回路配管13分别单独构成，容易成为纳米物质相对于外部密闭的体系。
另外，过滤构件8、15有时会附着纳米物质或从电解液析出的析出物，因此设为能够容易地将电池主体单元从氧化还原液流电池取下更换的构成，能够谋求维护性的提高。另外，通过更换电池主体单元自身，能够消除由于维护等使纳米物质漏出到外部的机会。
另外，为了成为纳米物质相对于外部密闭的体系，优选外框主体4、电池单元3、内部配管(内部电解液去路配管5、内部电解液回路配管6)以及电解液交换构件7形成为一体的结构体。具体而言，例如可以在由碳材料、陶瓷、金属等制成的强固的构造体的箱状的外框主体4内组入电池单元3、内部配管(内部电解液去路配管5、内部电解液回路配管6)和电解液交换构件7作为一体的构造体而形成。由此，即使从电池单元和内部配管发生泄漏，也能够切实地防止电解液从外框主体4流出。另外，通过电池主体单元设为一体的构造体，也容易进行更换。
另外，为了成为纳米物质相对于外部密闭的体系，内部配管可以形成于外框主体4。具体而言，可以在外框主体4内形成与内部配管相当的空间。由此，内部配管难以发生破损等，能够切实地防止电解液从外框主体4流出。
＜第4实施方式＞
接着，作为第4实施方式，对氧化还原液流电池的运行方法进行详细说明，但本发明不限定于此，可以在发挥本发明的效果的范围内适当变更而实施。
通常，氧化还原液流电池在1个电池单元中具有电极(正极和负极)和隔膜，向正极供给正极电解液，向负极电极供给负极电解液，进行充放电。通常这样的单元层叠多个而成为层叠单元。电极中为了容易得到高比表面积并得到高电流密度等而使用纳米物质。作为隔膜，优选使用Nafion(注册商标)等离子交换膜。作为电解液常使用包含钒离子的硫酸溶液。
本实施方式是在电池单元中具有包含纳米物质的电极的氧化还原液流电池的运行方法，包括监视在该电极循环的电解液中的纳米物质的含量的工序。
所述纳米物质通常留在电极中，如果由于电极的损伤等某些原因而从电极中漏出，则会分散于电解液中。因此，所述监视工序优选定期地通过分析电解液中的纳米物质而进行。所述分析的间隔，可以配合纳米物质的漏出难易程度等电极特性，通常设定为1个月、1周或1天等。如果怀疑纳米物质的泄漏时，可以以更短的间隔(例如1小时)进行分析。
所述分析方法，作为比较不受纳米物质的种类影响的方法，可举出将电解液过滤，用电子显微镜观察过滤残渣，确认是否存在所述纳米物质或其碎片的方法。更具体而言，例如将1L电解液用直径为2cm的孔径为0.05μm的膜过滤器过滤，在该过滤器上用扫描电子显微镜以10万倍的倍率观察10处1μm见方的范围，确认是否存在所述纳米物质或其碎片。含量可以以在所述10处观察到的纳米物质及其碎片的合计个数来评价。
除了上述分析方法以外，优选采用通过结合纳米物质的种类能够检测到轻微泄漏的更灵敏的分析方法。
所述分析值为预先设定的电解液中的纳米物质的含量以上时，判断为检测到纳米物质。所述预先设定的含量的值优选设定为尽可能小、并且有意高于正常状态(纳米物质不泄漏的状态)的分析值(背景的分析值)的值。
本实施方式，可以包括在所述电解液中检测到预先设定的含量以上的纳米物质的情况下，停止所述氧化还原液流电池的运行的工序。通过停止运行，能够进一步防止纳米物质漏出到电解液中。
在停止所述运行的情况下，本实施方式优选包括将所述电池单元更换为新的电池单元的工序。在所述电池单元层叠的情况下，为了降低纳米物质飞散的风险，更优选避免将层叠单元分解，而将该层叠单元整体更换。另外，在更换时，为了防止电解液的轻微泄漏和飞散，进一步优选将电解液向单元的入口和出口密闭而进行。
氧化还原液流电池的电极，有时会使用可作为纳米物质的过滤材料的碳纸等，这样的情况下，在所述单元的更换后，也可以继续使用检测出纳米物质的电解液，但为了更切实地防止纳米物质的泄漏和分散，检测出纳米物质的电解液优选进行过滤而从该电解液中除去纳米物质，或者更换为新的电解液。
再者，第4实施方式的氧化还原液流电池的运行方法，能够应用于上述第1～第3实施方式记载的电池主体单元和氧化还原液流电池。由此，能够更切实有效地防止纳米物质的(特别是向电池主体单元的外部)泄漏。
附图标记说明
1 电极
2 离子交换膜
3 电池单元
4 外框主体
5 内部配管(内部电解液去路配管)
6 内部配管(内部电解液回路配管)
7、7A、7B 电解液交换构件
8 过滤构件
9 送液泵
10 电池主体单元
11 电解液罐
12 外部电解液去路配管
13 外部电解液回路配管
14 送液泵
15 过滤构件
16 隔板
7a 电解液交换构件的与外部电解液去路配管的连接部
7b 电解液交换构件的与外部电解液回路配管的连接部
7c 中空空间部
7d 外部空间部
7e 入口侧外部空间部
7f 出口侧外部空间部

Claims (16)

1.一种氧化还原液流电池的电池主体单元，是使包含活性物质的电解液在具备电极、离子交换膜和双极板的电池单元中循环而进行充放电的氧化还原液流电池的电池主体单元，所述电极包含纳米物质，所述电池主体单元具备外框主体、设置于所述外框主体内部的所述电池单元、使所述电解液在所述电池单元中循环的内部配管、以及构成所述内部配管的一部分路径的电解液交换构件，
所述电解液交换构件具有与外部电解液去路配管的连接部以及与外部电解液回路配管的连接部，
在所述与外部电解液回路配管的连接部具备不使所述纳米物质透过的过滤构件，
在所述与外部电解液去路配管的连接部具备不使所述纳米物质透过的过滤构件或止回阀，
所述电解液交换构件成为所述纳米物质相对于外部密闭的体系。
2.一种氧化还原液流电池的电池主体单元，是使包含活性物质的电解液在具备电极、离子交换膜和双极板的电池单元中循环而进行充放电的氧化还原液流电池的电池主体单元，所述电极包含纳米物质，所述电池主体单元具备外框主体、设置于所述外框主体内部的所述电池单元、使所述电解液在所述电池单元中循环的内部配管、以及构成所述内部配管的一部分路径的电解液交换构件，
所述电解液交换构件通过不使所述纳米物质透过的具有中空纤维结构的过滤构件而隔离为中空空间部和所述过滤构件的外部空间部，并且在所述外部空间部侧具有与外部电解液去路配管的连接部以及与外部电解液回路配管的连接部，
所述中空空间部与所述内部配管连接。
3.一种氧化还原液流电池的电池主体单元，是使包含活性物质的电解液在具备电极、离子交换膜和双极板的电池单元中循环而进行充放电的氧化还原液流电池的电池主体单元，所述电极包含纳米物质，所述电池主体单元具备外框主体、设置于所述外框主体内部的所述电池单元、使所述电解液在所述电池单元中循环的内部配管、以及构成所述内部配管的一部分路径的电解液交换构件，
所述电解液交换构件通过不使所述纳米物质透过的具有中空纤维结构的过滤构件而隔离为中空空间部和所述过滤构件的外部空间部，并且在所述外部空间部具有与外部电解液去路配管的连接部以及与外部电解液回路配管的连接部，
所述中空空间部与所述内部配管连接，
所述外部空间部划分为电解液的入口侧外部空间部和出口侧外部空间部这两个空间，在所述入口侧外部空间部具有与所述外部电解液去路配管的连接部，在所述出口侧外部空间部具有与所述外部电解液回路配管的连接部。
4.根据权利要求3所述的氧化还原液流电池的电池主体单元，所述入口侧外部空间部没有由所述过滤构件隔离，在所述与外部电解液去路配管的连接部具备止回阀。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的氧化还原液流电池的电池主体单元，所述电解液交换构件在其侧面具备与所述外部电解液去路配管的连接部以及与所述外部电解液回路配管的连接部。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的氧化还原液流电池的电池主体单元，构成为能够从氧化还原液流电池中取下更换。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的氧化还原液流电池的电池主体单元，所述外框主体、所述电池单元、所述内部配管以及所述电解液交换构件形成为一体的结构体。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的氧化还原液流电池的电池主体单元，所述内部配管形成于所述外框主体。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的氧化还原液流电池的电池主体单元，所述纳米物质是碳纳米物质。
10.一种氧化还原液流电池，是具备权利要求1～9中任一项所述的电池主体单元、电解液罐、所述外部电解液去路配管和所述外部电解液回路配管而构成的。
11.一种氧化还原液流电池的运行方法，所述氧化还原液流电池在电池单元中具有包含纳米物质的电极，所述运行方法的特征在于，
包括监视在循环的电解液中从所述电极脱离的纳米物质的含量的工序。
12.根据权利要求11所述的氧化还原液流电池的运行方法，包括在所述电解液中检测到预先设定的含量以上的纳米物质的情况下，停止所述氧化还原液流电池的运行的工序。
13.根据权利要求12所述的氧化还原液流电池的运行方法，包括在停止所述运行的情况下，将所述电池单元更换为新的电池单元的工序。
14.根据权利要求13所述的氧化还原液流电池的运行方法，还包括将检测到设定的含量以上的纳米物质的电解液过滤的工序。
15.根据权利要求13所述的氧化还原液流电池的运行方法，还包括将检测到设定的含量以上的纳米物质的电解液更换的工序。
16.根据权利要求11～15中任一项所述的氧化还原液流电池的运行方法，应用于权利要求1～9中任一项所述的氧化还原液流电池的电池主体单元或权利要求10所述的氧化还原液流电池。
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