JP2016535408A5

JP2016535408A5 -

Info

Publication number: JP2016535408A5
Application number: JP2016533990A
Authority: JP
Filing date: 2014-06-23
Publication date: 2017-06-22

Claims

半透性膜によりイオン的に接続された正極半セルおよび負極半セルを有するレドックス電池セルを充電することにより電気を貯蔵する方法であって、前記負極（充電時）半セルは、第１のアルカリ溶液中のフェロシアニドを含み、前記正極（充電時）半セルは、鉄および鉄水酸化物の正極がその中で不溶であるように調合された第２のアルカリ溶液と接触している鉄水酸化物と共に固体金属鉄電極を備え、前記方法は、
外部回路を介して前記正極に通常の電気の流れを提供し、それにより負極に電子の流れを提供することと、
前記電子の流れをもって、フロー電池の正極において鉄水酸化物を金属鉄に還元することと、
前記電子の流れが前記負極から電子を抽出することにより、前記フロー電池の負極においてフェロシアニドをフェリシアニドに酸化し、それにより前記レドックス電池セルを充電することと、
を含む、方法。
外部負荷に電気を提供するように配列され、かつ半透性膜によりイオン的に接続された正極半セルおよび負極半セルを有するレドックス電池セルであって、前記正極半セルは、正極電流コレクタと接触している第１のアルカリ溶液中のフェリシアニドを含み、前記負極半セルは、鉄金属電極がその中で不溶であり、放電時に不溶性の鉄水酸化物に変換されるように調合された第２のアルカリ溶液と接触している鉄水酸化物と共に固相金属鉄電極を備え、
放電時に、第１の負極電極の金属鉄は鉄水酸化物に酸化可能であり、第２の正極電極のフェリシアニドは、Ｆｅ＋２ＦｅＩＩＩ（ＣＮ） _６ ^３− ＋２ＯＨ ⁻ ＝２ＦｅＩＩ（ＣＮ） _６ ^４− ＋Ｆｅ（ＯＨ） _２という電気化学反応によりフェロシアニドに還元可能である、レドックス電池セル。
前記正極電流コレクタが不活性な触媒多孔質構造体を含む、請求項２に記載のレドックス電池セル。
前記正極電流コレクタがニッケルおよび炭素からなる群から選択される、請求項２に記載のレドックス電池セル。
前記第２のアルカリ溶液が、ＮａＯＨ水溶液、ＫＯＨ水溶液、ＬｉＯＨ水溶液およびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項２に記載のレドックス電池セル。
フェリシアニドイオンが、ＫＯＨ水溶液、ＮａＯＨ水溶液およびＬｉＯＨ水溶液からなる群から選択されるアルカリ水溶液を、ナトリウムフェリシアニドおよびカリウムフェリシアニドからなる群から選択されるフェリシアニドと共に混合することにより提供される、請求項２に記載のレドックス電池セル。
鉄が鉄水酸化物に酸化可能であり、前記フェリシアニドが、放電電流を前記レドックス電池セルに通過させることによりフェロシアニドに還元可能である、請求項２に記載のレドックス電池セル。
前記レドックス電池セルが、フェリシアニド溶液およびフェロシアニド溶液を含む群の内の少なくとも１種を圧送して貯蔵するためのポンプおよび貯蔵タンクをさらに備え、前記レドックス電池セルがそれによりフローセルとして構成される、請求項２に記載のレドックス電池セル。
前記貯蔵タンクが、フェリシアニド溶液の前記セルへの送出および前記セルからのフェロシアニド溶液の受取りを可能にすると同時に、前記フェリシアニド溶液および前記フェロシアニド溶液を別々に保持する隔壁により２つの区画に分離されている、請求項８に記載のレドックス電池セル。
前記半透性膜が、特定のナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオン、または水酸化物イオンの転移を可能にすると同時に、フェロシアニドイオンおよびフェリシアニドイオンの通過を防ぐように構成される、請求項２に記載のレドックス電池セル。
直列におよび／または並列に配列された複数の請求項２に記載のレドックス電池セルを備える電池。
前記電池が、充放電時のレドックスセルの異なる直列−並列構成を備え、前記電池が、１つの電圧と別の電圧との間の電力変換のためのものである、請求項１１に記載の電池。
フェリシアニド溶液および／またはフェロシアニド溶液を圧送して貯蔵するための少なくとも１つのポンプおよび少なくとも１つの貯蔵タンクをさらに備える、請求項１１に記載の電池。
ＤＣ／ＤＣ電力変換装置として構成される、請求項１１に記載の電池。
スイッチギアをさらに備え、ＡＣ／ＤＣ変換装置、ＡＣ／ＡＣ変換装置およびＤＣ／ＡＣ変換装置からなる群の１つとして構成される、請求項１１に記載の電池。
半セルを横切って接続された外部負荷に電流を提供するためにレドックス電池に放電させるためのプロセスであって、前記レドックス電池は負極半セルおよび正極半セルを含み、前記半セルの両方は半透性膜によりイオン的に接続され、前記プロセスは、
アルカリ環境中で、前記負極半セルの固体鉄金属電極を不溶性の鉄水酸化物に酸化するステップａ）と、
前記ステップａ）と同時に、前記正極半セルのフェリシアニドをフェロシアニドに還元するステップｂ）と、
前記半セル間に接続された前記外部負荷に電流を提供するステップｃ）と、
を含み、
放電時に、第１の負極電極の金属鉄は鉄水酸化物に酸化可能であり、第２の正極電極のフェリシアニドは、Ｆｅ＋２ＦｅＩＩＩ（ＣＮ） _６ ^３− ＋２ＯＨ ⁻ ＝２ＦｅＩＩ（ＣＮ） _６ ^４− ＋Ｆｅ（ＯＨ） _２という電気化学反応によりフェロシアニドに還元可能である、プロセス。
前記半透性膜が、特定のナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオン、または水酸化物イオンの転移を可能にすると同時に、フェロシアニドイオンおよびフェリシアニドイオンの通過を防ぐように構成される、請求項１６に記載のプロセス。