JP2020107481A - 集電板ユニットおよびレドックスフロー電池 - Google Patents
集電板ユニットおよびレドックスフロー電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020107481A JP2020107481A JP2018244991A JP2018244991A JP2020107481A JP 2020107481 A JP2020107481 A JP 2020107481A JP 2018244991 A JP2018244991 A JP 2018244991A JP 2018244991 A JP2018244991 A JP 2018244991A JP 2020107481 A JP2020107481 A JP 2020107481A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- flow path
- current collector
- flow
- collector plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Inert Electrodes (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
【課題】少ない溝加工数で集電板を形成でき、集電板および電極として用いることにより、電極に電解液をより均一に供給でき、セル抵抗率の低いレドックスフロー電池を提供する。【解決手段】集電板と電極とが一体化されてなり、集電板は、第1方向に延在する1本の第1流路と、第1流路と交差する方向に平行に延びる複数本の第2流路とを有し、電極が、第1電極と第2電極と液流出層とが積層されたものであり、集電板排出路が第1流路に対して対称に第2流路端部の外側の位置に第1方向に延在して配置され、第1流路の一端から電解液が供給された場合の第2電極の厚み半分の位置における電解液の法線方向流速が、第1流路と第2流路とが交差する地点E1では、第2流路端部E2の6.3%以上40%以下であり、隣り合う前記第2流路端部間を結ぶ直線の中央地点E3では、第2流路端部の60%以上98%以下である集電板ユニットとする。【選択図】図2
Description
本発明は、集電板ユニットおよびレドックスフロー電池に関する。
大容量蓄電池として、レドックスフロー電池が知られている。レドックスフロー電池としては、イオン交換膜と、集電板と、イオン交換膜と集電板との間に配置された電極と、集電板および電極の外周を囲むセルフレームとを有するものがある。レドックスフロー電池では、電極で酸化反応と還元反応とを同時に進めることにより充放電が行われる。
レドックスフロー電池としては、平均繊維径が1μm以下のカーボンナノチューブを含む導電性シートと、導電性シートの第一の面側に形成され、通液された電解液が導電性シートに流入する液流入部材と、導電性シートの第二の面側に形成され、導電性シートを通過した電解液が流出する液流出部材とを備える電極材を用いたレドックスフロー電池が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
また、レドックスフロー電池としては、電解液が集電板側の面からイオン交換膜側の面に流れる主電極層を有する電極を備え、主電極層は、面方向に並置された複数の主電極片からなるものが提案されている(例えば、特許文献2参照。)。
また、特許文献3には、隔膜と双極板との間に配置される電極を備え、双極板が、電極側の面に電解液が流通する流路を有し、電極が、透過率Kが7.0×10−14m2以上9.1×10−10m2以下である電極層を備えるレドックスフロー電池が記載されている。
また、特許文献4には、液体電解質の流れを受け取る流路を有するバイポーラプレートと、バイポーラプレートにすぐ隣接して配置された多孔質電極であって、液体電解質に関して触媒活性を有する多孔質電極とを備え、バイポーラプレートの流路は、液体電解質の流れの少なくとも一部を多孔質電極内へと積極的に押しやるように構成された流路配置または流路形状のうちの少なくとも一方を有するフローバッテリが開示されている。
また、特許文献3には、隔膜と双極板との間に配置される電極を備え、双極板が、電極側の面に電解液が流通する流路を有し、電極が、透過率Kが7.0×10−14m2以上9.1×10−10m2以下である電極層を備えるレドックスフロー電池が記載されている。
また、特許文献4には、液体電解質の流れを受け取る流路を有するバイポーラプレートと、バイポーラプレートにすぐ隣接して配置された多孔質電極であって、液体電解質に関して触媒活性を有する多孔質電極とを備え、バイポーラプレートの流路は、液体電解質の流れの少なくとも一部を多孔質電極内へと積極的に押しやるように構成された流路配置または流路形状のうちの少なくとも一方を有するフローバッテリが開示されている。
従来のレドックスフロー電池においては、電極に電解液を均一に供給して、セル抵抗率をより一層低減することが要求されている。
電極に電解液を均一に供給する方法として、集電板の電極との対向面に、電解液の流路となる複数の溝を形成することが考えられる。しかしながら、集電板の電極との対向面に、ピッチの狭い溝を多数形成する場合には、集電板の製作工数が多くなるとともに製作不良が生じやすくなるという不都合が生じる。
電極に電解液を均一に供給する方法として、集電板の電極との対向面に、電解液の流路となる複数の溝を形成することが考えられる。しかしながら、集電板の電極との対向面に、ピッチの狭い溝を多数形成する場合には、集電板の製作工数が多くなるとともに製作不良が生じやすくなるという不都合が生じる。
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、少ない溝加工数で集電板を形成でき、レドックスフロー電池の集電板および電極として用いることにより、電極に電解液をより均一に供給でき、セル抵抗率の低いレドックスフロー電池が得られる集電板ユニットを提供することを課題とする。
また、本発明は、本発明の集電板ユニットが備えられたセル抵抗率の低いレドックスフロー電池を提供することを課題とする。
また、本発明は、本発明の集電板ユニットが備えられたセル抵抗率の低いレドックスフロー電池を提供することを課題とする。
本発明者は、上記課題を解決するために、流体の流路中に、透過率が小さく、流体に抵抗のある物質が存在している場合、流体は一度流路内に充填された後、抵抗の少ない部位を優先的に流れるという基本性質に着目して、鋭意検討を重ねた。
その結果、本発明者らは、集電板の電極との対向面に、ピッチを十分に広くした特定の形状を有する複数本の流路を設けることにより、カラム幅方向およびカラム長手方向における電解液の法線方向流速のばらつきを十分に少なくでき、しかも少ない溝加工数で集電板を形成でき、セル抵抗率を低減できることを見出し、本発明を想到した。
すなわち、本発明は以下の事項に関する。
その結果、本発明者らは、集電板の電極との対向面に、ピッチを十分に広くした特定の形状を有する複数本の流路を設けることにより、カラム幅方向およびカラム長手方向における電解液の法線方向流速のばらつきを十分に少なくでき、しかも少ない溝加工数で集電板を形成でき、セル抵抗率を低減できることを見出し、本発明を想到した。
すなわち、本発明は以下の事項に関する。
(1)イオン交換膜と、集電板と、前記イオン交換膜と前記集電板との間に配置された電極とを有するレドックスフロー電池に用いられる集電板ユニットであり、
前記集電板ユニットは、前記集電板と前記電極とが一体化されてなり、
前記集電板は、前記電極との対向面に凹状に形成された溝からなる流路を有し、
前記流路は、第1方向に延在する1本の第1流路と、前記第1流路と連通し、前記第1流路と交差する方向に平行に延びる複数本の第2流路とからなり、
前記電極が、前記集電板側から順に、前記流路を覆うように形成された第1電極と、第2電極と、液流出層とが積層されたものであり、前記第1電極および前記液流出層の通液性が前記第2電極よりも高く、
前記液流出層から前記電解液を排出する集電板排出路が、前記第1流路に対して対称に前記第2流路端部の外側の位置に前記第1方向に延在して配置され、
前記第1流路の一端から電解液が供給された場合の前記第2電極の厚み半分の位置における前記電解液の法線方向流速が、
前記第1流路と前記第2流路とが交差する地点では、前記第2流路端部の6.3%以上40%以下であり、
隣り合う前記第2流路端部間を結ぶ直線の中央地点では、前記第2流路端部の60%以上98%以下である集電板ユニット。
前記集電板ユニットは、前記集電板と前記電極とが一体化されてなり、
前記集電板は、前記電極との対向面に凹状に形成された溝からなる流路を有し、
前記流路は、第1方向に延在する1本の第1流路と、前記第1流路と連通し、前記第1流路と交差する方向に平行に延びる複数本の第2流路とからなり、
前記電極が、前記集電板側から順に、前記流路を覆うように形成された第1電極と、第2電極と、液流出層とが積層されたものであり、前記第1電極および前記液流出層の通液性が前記第2電極よりも高く、
前記液流出層から前記電解液を排出する集電板排出路が、前記第1流路に対して対称に前記第2流路端部の外側の位置に前記第1方向に延在して配置され、
前記第1流路の一端から電解液が供給された場合の前記第2電極の厚み半分の位置における前記電解液の法線方向流速が、
前記第1流路と前記第2流路とが交差する地点では、前記第2流路端部の6.3%以上40%以下であり、
隣り合う前記第2流路端部間を結ぶ直線の中央地点では、前記第2流路端部の60%以上98%以下である集電板ユニット。
(2)前記第2流路の前記第1流路の長さ方向のピッチが1.1mm以上45mm以下である(1)に記載の集電板ユニット。
(3)前記集電板の前記電極との対向面の面積に対する前記第1電極の平面視での前記集電板との接触面積の割合が66.5%以上99.5%以下である(1)または(2)に記載の集電板ユニット。
(4)前記第2流路が、第1流路に対して対称に配置されている(1)〜(3)のいずれかに記載の集電板ユニット。
(5)イオン交換膜と、集電板と、前記イオン交換膜と前記集電板との間に配置された電極とを有するレドックスフロー電池であり、
前記集電板および前記電極として、(1)〜(4)のいずれかに記載の集電板ユニットが備えられているレドックスフロー電池。
前記集電板および前記電極として、(1)〜(4)のいずれかに記載の集電板ユニットが備えられているレドックスフロー電池。
本発明の集電板ユニットは、カラム幅方向およびカラム長手方向における電解液の法線方向流速のばらつき小さい。このため、本発明の集電板ユニットを、集電板および電極として備えたレドックスフロー電池では、電解液が電極の面内方向全面に行き渡りやすく、電解液と電極との反応が良好に行われる。よって、本発明によれば、セル抵抗率の低いレドックスフロー電池が得られる。しかも、本発明の集電板ユニットでは、第2流路の第1流路の長さ方向のピッチの広さが十分に確保されるため、集電板を製造する際の溝加工数が少なくて済み、集電板の製作不良、製作工数、製作コストを抑えることができる。
以下、本発明の集電板ユニットおよびレドックスフロー電池について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合がある、このため、各構成要素の寸法比率などは実際とは異なっていることがある。また、以下の説明において例示される材質、寸法等は一例である。したがって、本発明は、以下に示す実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要件を変更しない範囲で適宜変更して実施できる。
図1〜図6は、本発明のレドックスフロー電池の一例として、本実施形態のレドックスフロー電池を説明するための図である。図1〜図6について、同じ部材には同じ符号を付している。
図1は、本実施形態のレドックスフロー電池を示した断面模式図である。
図2(a)は、図1に示すレドックスフロー電池に備えられている集電板を積層方向から平面視した平面図である。図2(b)は、a1−a1矢視で切断した第1流路C1の断面図である。図2(c)は、a2−a2矢視で切断した第2流路C2の断面図である。図2(d)は、a3−a3矢視で切断した集電板排出路23の断面図である。
図1は、本実施形態のレドックスフロー電池を示した断面模式図である。
図2(a)は、図1に示すレドックスフロー電池に備えられている集電板を積層方向から平面視した平面図である。図2(b)は、a1−a1矢視で切断した第1流路C1の断面図である。図2(c)は、a2−a2矢視で切断した第2流路C2の断面図である。図2(d)は、a3−a3矢視で切断した集電板排出路23の断面図である。
図3は、図2で示されるレドックスフロー電池の集電板をA−A面で切断した断面模式図である。
図4は、図1に示すレドックスフロー電池における1つのセルをカラム幅方向から見た断面模式図である。
図5は、図2で示されるレドックスフロー電池をA−A面で切断した断面模式図である。
図6は、図1で示されるレドックスフロー電池における電解液の流れを説明するための図である。
図4は、図1に示すレドックスフロー電池における1つのセルをカラム幅方向から見た断面模式図である。
図5は、図2で示されるレドックスフロー電池をA−A面で切断した断面模式図である。
図6は、図1で示されるレドックスフロー電池における電解液の流れを説明するための図である。
図1に示すように、本実施形態のレドックスフロー電池100は、イオン交換膜10と、集電板20と、電極30と、セルフレーム40とを有する。図1に示すセルフレーム40は、枠状であり、集電板20および電極30の外周面を囲むように設置されている。
図1および図4に示すように、電極30は、イオン交換膜10と集電板20との間に配置されている。電極30は、図1に示すように、イオン交換膜10と集電板20とセルフレーム40によって形成された電極室内に設けられている。
図1および図4に示すように、電極30は、イオン交換膜10と集電板20との間に配置されている。電極30は、図1に示すように、イオン交換膜10と集電板20とセルフレーム40によって形成された電極室内に設けられている。
図1に示すように、本実施形態のレドックスフロー電池100は、複数のセルCEが積層されたセルスタック構造を有する。図1および図4に示すように、1つのセルCEは、イオン交換膜10と、イオン交換膜10を挟む正極及び負極として機能する2つの電極30と、イオン交換膜10を挟む2つの電極30を挟む集電板20とからなる。図1および図4に示すセルCEを、複数直列接続することにより、実用的な電圧が得られるレドックスフロー電池100となる。セルCEの積層数は、レドックスフロー電池100の用途などに応じて適宜変更することができ、単セルのみであってもよい。
以下、セルCEが積層されるセルスタック構造の積層方向を単に「積層方向」、セルスタック構造の積層方向に垂直な面方向を「面内方向」と言うことがある。
本実施形態のレドックスフロー電池100では、図4に示すように、集電板20および電極30として、集電板ユニット200が備えられている。集電板ユニット200は、集電板20と電極30とが一体化されたものである。
「イオン交換膜」
イオン交換膜10としては、陽イオン交換膜を用いることが好ましい。陽イオン交換膜の材料としては、具体的には、スルホ基を有するパーフルオロカーボン重合体、スルホ基を有する炭化水素系高分子化合物、リン酸などの無機酸をドープさせた高分子化合物、一部がプロトン伝導性の官能基で置換された有機/無機ハイブリッドポリマー、高分子マトリックスにリン酸溶液や硫酸溶液を含浸させたプロトン伝導体等が挙げられる。イオン交換膜10の材料としては、上記の中でも特に、スルホ基を有するパーフルオロカーボン重合体が好ましく、ナフィオン(登録商標)がより好ましい。
イオン交換膜10としては、陽イオン交換膜を用いることが好ましい。陽イオン交換膜の材料としては、具体的には、スルホ基を有するパーフルオロカーボン重合体、スルホ基を有する炭化水素系高分子化合物、リン酸などの無機酸をドープさせた高分子化合物、一部がプロトン伝導性の官能基で置換された有機/無機ハイブリッドポリマー、高分子マトリックスにリン酸溶液や硫酸溶液を含浸させたプロトン伝導体等が挙げられる。イオン交換膜10の材料としては、上記の中でも特に、スルホ基を有するパーフルオロカーボン重合体が好ましく、ナフィオン(登録商標)がより好ましい。
「集電板」
集電板20は、電極30に電子を授受する役割を持つ。集電板20は、一方の面にのみ電極30が配置されるものであってもよいし、両面に電極が配置されるものであってもよい。集電板20が両面に電極30が配置されるものである場合、双極板と言われることもある。
集電板20は、電極30に電子を授受する役割を持つ。集電板20は、一方の面にのみ電極30が配置されるものであってもよいし、両面に電極が配置されるものであってもよい。集電板20が両面に電極30が配置されるものである場合、双極板と言われることもある。
集電板20の材料としては、導電性材料が用いられる。導電性材料としては、例えば、炭素を含有する材料などが挙げられる。炭素を含有する材料としては、炭素材料を含む樹脂などが挙げられ、具体的には、黒鉛と有機高分子化合物とからなる導電性樹脂、この導電性樹脂の黒鉛の一部をカーボンブラックとダイヤモンドライクカーボンの少なくとも1つに置換した導電性樹脂などが挙げられる。
集電板20は、炭素材料と樹脂とを混練成形した成形体であることが好ましい。
集電板20は、炭素材料と樹脂とを混練成形した成形体であることが好ましい。
図2に示すように、積層方向から平面視した集電板20は、カラム幅方向(図2における左右方向)に延びる辺と、カラム長手方向(図2における上下方向)に延びる辺とからなる矩形形状を有している。
集電板20は、図2に示すように、電極30との対向面に凹状に形成された溝からなる流路Cを有する。
集電板20は、図2に示すように、電極30との対向面に凹状に形成された溝からなる流路Cを有する。
流路Cは、集電板20の電極30との対向面全面に電解液が供給されやすくするためのものである。流路Cは、図2(a)に示すように、あばら骨状の平面形状を有するものであり、第1流路C1と第2流路C2とからなる。
図2(a)に示す第1流路C1は、断面視矩形の溝であり、1本のみ設けられている。第1流路C1は、図2(a)に示すように一端から電解液が供給されるものであり、カラム長手方向(第1方向)に延在している。
図2(b)は、a1−a1矢視で切断した第1流路C1の断面図である。第1流路C1の断面寸法は、水力学の管路の損失を小さくする経済的な目安とされる流量2.0〜2.5m/secを満たす値とすることが好ましい。第1流路C1の断面形状は、図2(b)に示すように矩形とすることができる。
図2(a)に示す第1流路C1は、断面視矩形の溝であり、1本のみ設けられている。第1流路C1は、図2(a)に示すように一端から電解液が供給されるものであり、カラム長手方向(第1方向)に延在している。
図2(b)は、a1−a1矢視で切断した第1流路C1の断面図である。第1流路C1の断面寸法は、水力学の管路の損失を小さくする経済的な目安とされる流量2.0〜2.5m/secを満たす値とすることが好ましい。第1流路C1の断面形状は、図2(b)に示すように矩形とすることができる。
図2(a)、図3、図4に示すように、第2流路C2は、第1流路C1よりも深さの浅い断面視矩形の溝であり、複数本設けられている。第2流路C2は、それぞれ第1流路C1と連通し、第1流路C1から交差する方向(図2に示す例ではカラム幅方向)に平行に延在し、第1流路C1に対して対称に配置されている。
図2(c)は、a2−a2矢視で切断した第2流路C2の断面図である。第2流路C2の断面寸法は、水力学の管路の損失を小さくする経済的な目安とされる流量2.0〜2.5m/secを満たす値とすることが好ましい。第2流路C2の断面形状は、図2(c)に示すように矩形とすることができる。
図2(c)は、a2−a2矢視で切断した第2流路C2の断面図である。第2流路C2の断面寸法は、水力学の管路の損失を小さくする経済的な目安とされる流量2.0〜2.5m/secを満たす値とすることが好ましい。第2流路C2の断面形状は、図2(c)に示すように矩形とすることができる。
図2(a)において、符号P1は、第2流路C2の第1流路C1の長さ方向のピッチである。第2流路C2のピッチは、1.1mm以上45mm以下であることが好ましく、1.75mm以上43mm以下であることがより好ましく、4.5mm以上21mm以下であることがさらに好ましい。
第2流路C2のピッチが、1.1mm以上であると、集電板20を製造する際の溝加工数がより一層少なくて済むため、流路Cの製作不良、製作工数、製作コストが抑えられ、好ましい。第2流路C2のピッチが、45mm以下であると、十分な数の第2流路C2を形成できるため、電極30に電解液をより均一に供給しやすくなり、より一層セル抵抗率が低いものとなり、好ましい。
第2流路C2のピッチが、1.1mm以上であると、集電板20を製造する際の溝加工数がより一層少なくて済むため、流路Cの製作不良、製作工数、製作コストが抑えられ、好ましい。第2流路C2のピッチが、45mm以下であると、十分な数の第2流路C2を形成できるため、電極30に電解液をより均一に供給しやすくなり、より一層セル抵抗率が低いものとなり、好ましい。
図2(a)において、符号E1は、第1流路C1と第2流路C2とが交差する地点である。符号E2は、第2流路C2の流出先端(第2流路C2の端部)である。符号E3は、隣り合う第2流路C2の端部E2間を結ぶ直線の中央地点である。
本実施形態集電板ユニット200は、第1流路C1の一端から電解液が供給された場合の、以下に示す地点<1>および<2>での第2電極の厚み半分の位置における電解液の法線方向流速が、以下に示す範囲内となるものである。
<1>第1流路C1と第2流路C2とが交差する地点E1では、第2流路C2の端部E2の6.3%以上40%以下である。
<2>隣り合う第2流路C2の端部E2間を結ぶ直線の中央地点E3では、第2流路C2の端部E2の60%以上98%以下である。
<1>第1流路C1と第2流路C2とが交差する地点E1では、第2流路C2の端部E2の6.3%以上40%以下である。
<2>隣り合う第2流路C2の端部E2間を結ぶ直線の中央地点E3では、第2流路C2の端部E2の60%以上98%以下である。
<1>の地点E1での第2電極32の厚み半分の位置における電解液の法線方向流速が、第2流路C2の端部E2の6.3%以上であると、第2電極32内を流れる電解液の法線方向流速における第2流路C2の延在方向(図2に示す例ではカラム幅方向)のばらつきが十分に小さいものとなる。また、地点E1での上記の法線方向流速が、第2流路C2の端部E2の40%以下であると、第2流路C2が設けられていることによる第2電極32に電解液を均一に供給する効果が得られる。
地点E1での上記の法線方向流速は、第2電極32内を流れる電解液の法線方向流速における第2流路C2の延在方向のばらつきをより小さくするために、6.9%以上13%以下であることが好ましく、9%以上12%以下であることがより好ましい。
地点E1での上記の法線方向流速は、第2電極32内を流れる電解液の法線方向流速における第2流路C2の延在方向のばらつきをより小さくするために、6.9%以上13%以下であることが好ましく、9%以上12%以下であることがより好ましい。
<2>の地点E3での第2電極32の厚み半分の位置における電解液の法線方向流速が、第2流路C2の端部E2の60%以上であると、第2電極32内を流れる電解液の法線方向流速における第1流路C1の延在方向(図2に示す例ではカラム長手方向)のばらつきが十分に小さいものとなる。また、地点E3での上記の法線方向流速が、第2流路C2の端部E2の98%以下であると、第2流路C2のピッチを十分に広くできる。このため、集電板20を製造する際の溝加工数が少なくて済む。
地点E3での上記の法線方向流速は、61%以上97%以下であることが好ましく、65%以上89%以下であることがより好ましい。
地点E3での上記の法線方向流速は、61%以上97%以下であることが好ましく、65%以上89%以下であることがより好ましい。
集電板20の電極30との対向面の面積に対する第1電極31の平面視での集電板20との接触面積の割合は、66.5%以上99.5%以下であることが好ましい。上記接触面積の割合が66.5%以上であると、電解液と電極30との反応が良好に行われるため、効率よく充放電反応を行うことができ、より一層セル抵抗率が低いものとなり、好ましい。上記接触面積の割合が99.5%以下であると、図2および図3に示すように、集電板20の電極30との対向面に、第1電極31が収納される凹部20Aが形成されている場合に、集電板20に凹部20Aを形成するための加工がしやすいため、好ましい。集電板20の電極30との対向面の面積に対する第1電極31の平面視での集電板20との接触面積の割合は、72%以上98%以下とするのがより好ましく、85%以上96%以下とするのが実用上さらに好ましい。
図2および図3に示すように、集電板20の電極30との対向面には、縁部(平面視で外周面201)から離間した領域に、電極30が収納される凹部20Aが凹状に設けられている。言い換えると、集電板20の電極30との対向面側には、凹部20Aを画成する周縁壁21が設けられている。
凹部20Aの底面には、流路Cが配置されている。流路Cの溝の間に当る位置には、内部壁22が形成されている。言い換えると、内部壁22と内部壁22の間に流路Cが形成されている。
凹部20Aの底面には、流路Cが配置されている。流路Cの溝の間に当る位置には、内部壁22が形成されている。言い換えると、内部壁22と内部壁22の間に流路Cが形成されている。
本実施形態では、集電板20の電極30との対向面に凹部20Aが設けられているので、後述する第1電極31と比較して通液性が低い第2電極32と、凹部20Aとに囲まれた領域に設けられた第1電極31内で、流路Cから供給された電解液が面内方向に広がりやすくなる。このことにより、第2電極32全面に電解液をより均一に流入させやすくなる。
図2、図4〜図6に示すように、集電板20の電極30との対向面の縁部に沿って、後述する液流出層33から電解液を排出する集電板排出路23、24が設けられている。本実施形態では、集電板排出路23、24が設けられているので、集電板20からの電解液の排出が促進され、電極30に電解液をより一層均一に供給できる。
集電板排出路23は、平面視矩形の集電板20における平行な2辺にそれぞれ設けられている。集電板排出路23は、第1流路C1に対して対称に第2流路C2の端部E2の外側の位置に、第1方向に延在して配置されている。集電板排出路24は、集電板20における電解液の下流側の縁部に、第2流路C2の延在方向に沿って配置されている。図2に示すように、集電板排出路24は、2本の集電板排出路23の下流側の端部間をつなぐように配置されている。
集電板排出路23は、平面視矩形の集電板20における平行な2辺にそれぞれ設けられている。集電板排出路23は、第1流路C1に対して対称に第2流路C2の端部E2の外側の位置に、第1方向に延在して配置されている。集電板排出路24は、集電板20における電解液の下流側の縁部に、第2流路C2の延在方向に沿って配置されている。図2に示すように、集電板排出路24は、2本の集電板排出路23の下流側の端部間をつなぐように配置されている。
集電板排出路23は、図4に示すように、集電板排出路23を形成している内壁のうち一部(図4に示す例では上面と集電板20の内側の側面)が電極30の外面であることが好ましい。すなわち、本実施形態の集電板ユニット200では、図4に示すように、後述する第2電極32の側面、および液流出層33の集電板20側の面が、集電板排出路23の内壁の一部を兼ねている。第2電極32は、後述するように、第1電極31および液流出層33と比較して通液性が低い。このため、第1電極31から第2電極32に供給された電解液は、第2電極32の側面から集電板排出路23に排出されにくく、第2電極32を通過してから液流出層33を介して集電板排出路23に排出されやすい。よって、第2電極32の側面、および液流出層33の集電板20側の面が、集電板排出路23の内壁の一部を兼ねている場合、第2電極32を用いて効率よく充放電反応を行うことができる。
図2(d)は、a3−a3矢視で切断した集電板排出路23の断面図である。集電板排出路23の断面寸法は、水力学の管路の損失を小さくする経済的な目安とされる流量2.0〜2.5m/secを満たす値とすることが好ましい。集電板排出路23の断面形状は、図2(d)に示すように矩形とすることができる。
「セルフレーム」
セルフレーム40は、イオン交換膜10と集電板20とセルフレーム40によって形成された電極室に供給された電解液が、電極室の外に漏れだすのを防ぐ機能を有する。
セルフレーム40の材料としては、例えば、塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン、フッ素樹脂、エポキシ樹脂などのプラスチックを用いてもよいし、ゴムを用いてもよい。
セルフレーム40は、イオン交換膜10と集電板20とセルフレーム40によって形成された電極室に供給された電解液が、電極室の外に漏れだすのを防ぐ機能を有する。
セルフレーム40の材料としては、例えば、塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン、フッ素樹脂、エポキシ樹脂などのプラスチックを用いてもよいし、ゴムを用いてもよい。
「電極」
電極30は、通液性を有する。本実施形態のレドックスフロー電池100では、図4および図5に示すように、電極30として、集電板20側から順に、第1電極31と、第2電極32と、液流出層33とが積層されたものが備えられている。
電極30は、通液性を有する。本実施形態のレドックスフロー電池100では、図4および図5に示すように、電極30として、集電板20側から順に、第1電極31と、第2電極32と、液流出層33とが積層されたものが備えられている。
図2、図4、図5に示すように、第1電極31は、集電板20の凹部20Aに嵌合して流路Cを覆うように形成され、周縁壁21の第1面21aよりも内側に存在する。より詳細には、凹部20Aのうち、周縁壁21の側面と内部壁22の第1面22aとに囲まれた領域に、第1電極31が嵌合されている。なお、周縁壁21の第1面21aは、電極30との対向面側の面とも言う。
図2に示すように、凹部20Aの底面(内部壁22の第1面22a)には、流路Cが配置されている。そのため、集電板20から第1電極31に均一に電解液が供給される。また、本実施形態では、内部壁22の直上の第1領域D3にも電解液が供給されやすい。そのため、内部壁22の直上の第1領域D3と、二つの内部壁22の間の第2領域D4との間の電解液の供給状態の違いを小さくできる。
第1電極31の厚さは、0.25〜0.60mmとすることが好ましく、0.25〜0.40mmとすることがより好ましい。第1電極31の厚さが、0.25mm以上であると、電解液が面内方向に広がりやすくなり、電解液の流れがより一層均一になりやすくなる。また、第1電極31の厚さが、0.60mm以下であると、セルCEの厚さを薄くでき、好ましい。
図4および図5に示すように、第2電極32は、第1電極31のイオン交換膜10側の面上の全域に形成されている。さらに、第2電極32は、図4に示すように、周縁壁21の第1面21aの一部を覆うように形成され、第1方向に延在する縁部(第1流路C1の延在方向と平行な縁部)から離間して設けられている。このことにより、第1方向に延在する縁部に、図4に示すように、第2電極32とセルフレーム40とに挟まれた空間からなる集電板排出路23が形成されている。また、周縁壁21の第1面21aのうち、カラム長手方向の一方の縁部21b(第2流路C2の延在方向と平行な縁部)には、第2電極32が、第1電極31のイオン交換膜10側の面上から連続して、周縁壁21の第1面21aを覆うように設けられている。
第2電極32の厚さは、0.01〜0.80mmとすることが好ましく、0.02〜0.50mmとすることがより好ましい。第2電極32の厚さが、0.01mm以上であると、第2電極32の導電性が良好となり、好ましい。また、第2電極32の厚さが、0.80mm以下であると、第2電極32における電解液の通液抵抗が大きくなりすぎず、良好な通液性が得られる。
図4および図5に示すように、液流出層33は、第2電極32のイオン交換膜10側の面上に形成され、イオン交換膜10と接して配置されている。液流出層33は、セルフレーム40で囲まれる領域全面に広がって設けられている。
液流出層33の厚さは、0.10〜0.35mmとすることが好ましく、0.10〜0.20mmとすることがより好ましい。液流出層33の厚さが、0.10mm以上であると、電解液を排出する効果が顕著となり、電極30に電解液を通過させるために必要な圧力が少なくて済むため、好ましい。また、液流出層33の厚さが、0.35mm以下であると、第2電極32とイオン交換膜10との間隔が広くなりすぎず(イオンの移動度が大きくなりすぎず)、セル抵抗率の増加が抑制されるため、好ましい。
液流出層33の厚さは、0.10〜0.35mmとすることが好ましく、0.10〜0.20mmとすることがより好ましい。液流出層33の厚さが、0.10mm以上であると、電解液を排出する効果が顕著となり、電極30に電解液を通過させるために必要な圧力が少なくて済むため、好ましい。また、液流出層33の厚さが、0.35mm以下であると、第2電極32とイオン交換膜10との間隔が広くなりすぎず(イオンの移動度が大きくなりすぎず)、セル抵抗率の増加が抑制されるため、好ましい。
電極30(第1電極31、第2電極32、液流出層33)の材料としては、例えば、炭素繊維を含む導電性シートを用いることができる。ここで言う炭素繊維とは、繊維状炭素であり、具体的には、例えば、カーボンファイバー、カーボンナノチューブなどが挙げられる。炭素繊維を含む導電性のシートとしては、例えば、カーボンフェルト、カーボンペーパー、カーボンナノチューブシート等を用いることができる。
炭素繊維を含む導電性シートからなる電極30を用いることにより、電解液と電極30との接触面積が十分に確保された反応性の高いレドックスフロー電池100が得られる。特に、電極30が、繊維径1μm以下のカーボンナノチューブを含む場合、カーボンナノチューブの繊維径が十分に小さいため、電解液と電極30との接触面積をより効果的に大きくでき、好ましい。一方、繊維径1μm以上のカーボンファイバーを含む導電性シートは、強度が強く破れにくい。このため、電極30が、繊維径1μm以上のカーボンファイバーを含む場合、強度の高いレドックスフロー電池100となり、好ましい。
液流出層33は、電解液が通液する多数の孔を有する多孔性(多孔質)のものであればよく、導電性を有するものであってもよいし、導電性を有していなくてもよい。液流出層33が、導電性を有するものである場合、より一層、抵抗の低いセルCEとなり、好ましい。
第1電極31は、第2電極32より通液性が高い。第1電極31の通液性が第2電極32の通液性より高いと、第1電極31に流入した電解液の流れが、第2電極32によって阻まれて面内方向に広がりやすくなる。このことにより、第2電極32全面に電解液を均一に流入させやすくなる。
具体的には、第1電極31の透過率は、第2電極32の透過率と比べて、100倍以上であることが好ましく、300倍以上であることがより好ましく、1000倍以上であることがさらに好ましい。
当該関係を実現できる具体的な例としては、第1電極31として繊維径1μm以上の炭素繊維等により構成されたカーボンフェルト、カーボンペーパーなどを用い、第2電極32として繊維径1μm以下のカーボンナノチューブにより構成されたカーボンナノチューブシートなどを用いる場合が挙げられる。
なお、第1電極31の透過率とは、面内方向の透過率を意味する。第2電極32の透過率とは、積層方向(面内方向の法線方向)の透過率を意味する。
当該関係を実現できる具体的な例としては、第1電極31として繊維径1μm以上の炭素繊維等により構成されたカーボンフェルト、カーボンペーパーなどを用い、第2電極32として繊維径1μm以下のカーボンナノチューブにより構成されたカーボンナノチューブシートなどを用いる場合が挙げられる。
なお、第1電極31の透過率とは、面内方向の透過率を意味する。第2電極32の透過率とは、積層方向(面内方向の法線方向)の透過率を意味する。
液流出層33は、第2電極32より流出した電解液を排出路へと導く機能を有する。そのため、液流出層33は、第2電極32より通液性が高い。液流出層33の面内方向の通液性が第2電極32の積層方向の通液性より高いと、電解液が速やかに液流出層33を介して集電板排出路23に排出され、第2電極32の集電板排出路23近傍における電解液の流れの差が少なくなる。その結果、第2電極32の全面を用いて効率よく充放電反応を行うことができるとともに、抵抗の低いセルCEとなり、好ましい。
具体的には、液流出層33の透過率は、第2電極32の透過率と比べて、50倍以上であることが好ましく、100倍以上であることがより好ましく、300倍以上であることがさらに好ましく、1000倍以上であることが特に好ましい。
当該関係を実現できる具体的な例としては、液流出層33として第1電極31と同様に、繊維径1μm以上の炭素繊維等により構成されたカーボンフェルト、カーボンペーパーなどを用い、第2電極32として繊維径1μm以下のカーボンナノチューブにより構成されたカーボンナノチューブシートなどを用いる場合が挙げられる。
なお、液流出層33の透過率とは、面内方向の透過率を意味する。
当該関係を実現できる具体的な例としては、液流出層33として第1電極31と同様に、繊維径1μm以上の炭素繊維等により構成されたカーボンフェルト、カーボンペーパーなどを用い、第2電極32として繊維径1μm以下のカーボンナノチューブにより構成されたカーボンナノチューブシートなどを用いる場合が挙げられる。
なお、液流出層33の透過率とは、面内方向の透過率を意味する。
本実施形態のレドックスフロー電池100では、電極30が、集電板20側から順に、第1電極31と、第2電極32と、液流出層33とが積層されたものであり、第1電極31および液流出層33の通液性が第2電極32よりも高い。このため、第2電極32の全面を用いて効率よく充放電反応を行うことができる。
電極30(第1電極31、第2電極32、液流出層33)の通液性は、ダルシー則の透過率(以下、単に透過率と言うことがある。)により評価できる。ダルシー則は、多孔性媒体の透過率を表すのに用いられるのが一般的である。ダルシー則は、便宜上、多孔性材料以外の部材にも適用できる。その際、不均一で異方性のある部材については、最も低い透過率となる方向の透過率を採用する。
ダルシー則の透過率k(m2)は、粘度μ(Pa・sec)の液を通液させる部材の断面積S(m2)、部材の長さL(m)、流量Q(m3/sec)を通液した際の部材の液流入側と液流出側の差圧ΔP(Pa)から、次式で表される液体の透過流束(m/sec)の関係より算出される。
「電解液」
電解液としては、レドックスフロー電池の電解液として使用できるものを用いることができる。例えば、電解液として、硫酸バナジウム水溶液を用いることができる。
電解液としては、レドックスフロー電池の電解液として使用できるものを用いることができる。例えば、電解液として、硫酸バナジウム水溶液を用いることができる。
「レドックスフロー電池の動作」
次に、本実施形態のレドックスフロー電池100の動作の一例について、図6を用いて説明する。
図1に示すレドックスフロー電池100の電極30には、図6に示すようにセルフレーム40から、集電板20に電解液が供給され、集電板20から電極30に供給される。
電極30に供給された電解液は、電極30と反応する。反応時に生じたイオンは、イオン交換膜10を介して電極30間を流通し、充放電を行う。
反応後の電解液は、集電板20の有する集電板排出路23、24を介して、セルフレーム40に排出される。
次に、本実施形態のレドックスフロー電池100の動作の一例について、図6を用いて説明する。
図1に示すレドックスフロー電池100の電極30には、図6に示すようにセルフレーム40から、集電板20に電解液が供給され、集電板20から電極30に供給される。
電極30に供給された電解液は、電極30と反応する。反応時に生じたイオンは、イオン交換膜10を介して電極30間を流通し、充放電を行う。
反応後の電解液は、集電板20の有する集電板排出路23、24を介して、セルフレーム40に排出される。
本実施形態では、図6に示すように、集電板20に供給された電解液は、流路Cの第1流路C1に沿って流れ(流れf11)、第1流路C1から分岐して第2流路C2に沿って流れる(流れf12)。すなわち、電解液は、凹部20Aの面内方向に広がって流される。流路Cを介して凹部20Aの全面に広がった電解液は、電極30を反応しながら通過し、集電板排出路23、24を介して排出される(流れf13)。
本実施形態では、図6に示すように、電解液が凹部20Aの面内方向に広がって全面に行き渡るため、電極30が面内方向全面に渡って利用される。その結果、レドックスフロー電池100のセルCEの抵抗が小さくなるとともに、充放電特性が向上する。
本実施形態の集電板ユニット200では、第1流路C1の一端から電解液が供給された場合に、第2電極の厚み半分の位置における電解液の法線方向流速が、第1流路C1と第2流路C2とが交差する地点E1では、第2流路C2の端部E2の6.3%以上40%以下であり、隣り合う第2流路C2の端部E2間を結ぶ直線の中央地点E3では、第2流路C2の端部E2の60%以上98%以下であり、カラム幅方向およびカラム長手方向における電解液の法線方向流速のばらつき小さい。
このため、本実施形態の集電板ユニット200を、集電板20および電極30として備えたレドックスフロー電池100では、電解液が電極30の面内方向全面に行き渡りやすく、電解液と電極30との反応が良好に行われる。よって、本実施形態のレドックスフロー電池100は、セル抵抗率の低いものとなる。
しかも、本実施形態の集電板ユニット200では、第2流路C2のピッチの広さが十分に確保されるため、集電板20を製造する際の溝加工数が少なくて済む。したがって、集電板の製作不良、製作工数、製作コストを抑えることができる。
しかも、本実施形態の集電板ユニット200では、第2流路C2のピッチの広さが十分に確保されるため、集電板20を製造する際の溝加工数が少なくて済む。したがって、集電板の製作不良、製作工数、製作コストを抑えることができる。
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は特定の実施の形態に限定されるものではない。本発明は、特許請求の範囲内に記載された本発明の要件の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
(他の例)
集電板20の形状は、図1〜図6に示す構成に限定されるものではない。具体的には、集電板20の流路Cの平面形状および断面形状は、図2〜図6に示す形状に限定されるものではなく、集電板20の大きさ、集電板ユニットを備えるレドックスフロー電池の用途などに応じて適宜決定でき、特に限定されない。
集電板20の形状は、図1〜図6に示す構成に限定されるものではない。具体的には、集電板20の流路Cの平面形状および断面形状は、図2〜図6に示す形状に限定されるものではなく、集電板20の大きさ、集電板ユニットを備えるレドックスフロー電池の用途などに応じて適宜決定でき、特に限定されない。
上述した実施形態では、図2に示すように、第2流路C2が、第1流路C1に対して対称に配置されている場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明の集電板ユニットにおける第2流路は、第1流路と連通し、第1流路と交差する方向に平行に延びるものであればよい。すなわち、第2流路は、第1流路を起点として伸びるものであってもよい。この場合、第1流路と第2流路とからなる流路は、略E字状の形状となる。
以下に示す条件で、図1〜図6に示すレドックスフロー電池100の集電板ユニット200に電解液を供給した場合の流体解析を行った。
「流体解析条件」
シミュレーション解析ソフト(アンシス・ジャパン株式会社製、ANSYS CFX)を用いて、表1に示す実施例1〜5、比較例1、2の寸法条件を満たす集電板ユニット200について、電解液を供給した場合の流体解析を実行した。なお、計算は、カラム長手方向の長さL2を一定にし、第2流路C2のピッチP1を変化させて行った。また、計算は層流として扱った。
なお、電解液の粘性、集電板の溝幅または径、流速よりレイノルズ数Reを算出し、その値が臨界値(Re=2000)以下となる場合を層流とよぶ。この系を離散化数値流体解析する際に使用する微分方程式(連続の式、運動量保存則)にて、流速の時間平均を行わない計算方法とすることを「層流として扱った」とする。一方、速度の時間平均を採用すると、扱う微分方程式に乱流効果の式を含めるものとなる。この場合を「乱流として扱った」とよぶ。
シミュレーション解析ソフト(アンシス・ジャパン株式会社製、ANSYS CFX)を用いて、表1に示す実施例1〜5、比較例1、2の寸法条件を満たす集電板ユニット200について、電解液を供給した場合の流体解析を実行した。なお、計算は、カラム長手方向の長さL2を一定にし、第2流路C2のピッチP1を変化させて行った。また、計算は層流として扱った。
なお、電解液の粘性、集電板の溝幅または径、流速よりレイノルズ数Reを算出し、その値が臨界値(Re=2000)以下となる場合を層流とよぶ。この系を離散化数値流体解析する際に使用する微分方程式(連続の式、運動量保存則)にて、流速の時間平均を行わない計算方法とすることを「層流として扱った」とする。一方、速度の時間平均を採用すると、扱う微分方程式に乱流効果の式を含めるものとなる。この場合を「乱流として扱った」とよぶ。
表1に示す以下の符号は、以下に示すとおりであり、図2中の符号と対応する。
P1:第2流路C2の第1流路C1の長さ方向のピッチ
W1:第2流路C2の長さである。
W2:第1流路C1と集電板排出路23の間の距離である。
W3:周縁壁21の第1面21aのカラム幅方向の長さである。
W4:カラム幅である。
L1:第1流路C1の長さである。
L2:カラム長手方向の長さ(集電板排出路23の長さ)である。
A1:a1−a1矢視で切断した第1流路C1の断面積(幅w1=1.3mm、高さh1=1.3mm)である。
A2:a2−a2矢視で切断した第2流路C2の断面積(幅w2=0.8mm、高さh2=0.8mm)である。
A3:a3−a3矢視で切断した集電板排出路23の断面積(幅w3=1.1mm、高さh3=1.1mm)である。
t1:第1電極の厚みである。
t2:第2電極の厚みである。
t3:液流出層の厚みである。
P1:第2流路C2の第1流路C1の長さ方向のピッチ
W1:第2流路C2の長さである。
W2:第1流路C1と集電板排出路23の間の距離である。
W3:周縁壁21の第1面21aのカラム幅方向の長さである。
W4:カラム幅である。
L1:第1流路C1の長さである。
L2:カラム長手方向の長さ(集電板排出路23の長さ)である。
A1:a1−a1矢視で切断した第1流路C1の断面積(幅w1=1.3mm、高さh1=1.3mm)である。
A2:a2−a2矢視で切断した第2流路C2の断面積(幅w2=0.8mm、高さh2=0.8mm)である。
A3:a3−a3矢視で切断した集電板排出路23の断面積(幅w3=1.1mm、高さh3=1.1mm)である。
t1:第1電極の厚みである。
t2:第2電極の厚みである。
t3:液流出層の厚みである。
(電極条件)
第1電極の面内方向の透過率は7.1×10−11[m2]とした。
第2電極の積層方向(面内方向の法線方向)の透過率は2.7×10−13[m2]とした。
液流出層の面内方向の透過率は4.1×10−11[m2]とした。
各層の透過率は、ダルシー則を用いて算出した。
第1電極の面内方向の透過率は7.1×10−11[m2]とした。
第2電極の積層方向(面内方向の法線方向)の透過率は2.7×10−13[m2]とした。
液流出層の面内方向の透過率は4.1×10−11[m2]とした。
各層の透過率は、ダルシー則を用いて算出した。
(電解液流入流出条件)
電解液を、硫酸バナジウム水溶液(V濃度1.8mol/L、硫酸濃度4.5mol/L)とした。
電解液流入量を25mL/minとし、電解液の流出条件は、自由流出とした。
電解液を、硫酸バナジウム水溶液(V濃度1.8mol/L、硫酸濃度4.5mol/L)とした。
電解液流入量を25mL/minとし、電解液の流出条件は、自由流出とした。
「第2電極の厚み半分の位置における電解液の法線方向流速の算出」
(カラム幅方向相対速度分布)
表1に示す実施例1〜5、比較例1の寸法条件を満たす集電板ユニット200について、それぞれ集電板20の中央近傍に位置する第1流路C1から両側に伸びる第2流路C2の長さW1を6分割した。分割した各第2流路C2について、それぞれ第2流路C2の延在方向中間地点での、第2電極の厚み半分の位置における電解液の法線方向流速(A)を算出した。また、第2流路C2の端部E2について、第2電極の厚み半分の位置における電解液の法線方向流速(B)を算出した。
そして、得られた法線方向流速(A)と(B)とを用いて、その速度割合((A)/(B))を求めた。その結果を図7に示す。
(カラム幅方向相対速度分布)
表1に示す実施例1〜5、比較例1の寸法条件を満たす集電板ユニット200について、それぞれ集電板20の中央近傍に位置する第1流路C1から両側に伸びる第2流路C2の長さW1を6分割した。分割した各第2流路C2について、それぞれ第2流路C2の延在方向中間地点での、第2電極の厚み半分の位置における電解液の法線方向流速(A)を算出した。また、第2流路C2の端部E2について、第2電極の厚み半分の位置における電解液の法線方向流速(B)を算出した。
そして、得られた法線方向流速(A)と(B)とを用いて、その速度割合((A)/(B))を求めた。その結果を図7に示す。
図7は、速度割合((A)/(B))と第2流路C2の長さ方向中心からの位置との関係を示したグラフである。縦軸は、速度割合((A)/(B))を示す。横軸は、第2流路C2の長さW1を1としたときの長さ方向中心からの位置である。
図7に示すように、実施例1〜5では、いずれも速度割合((A)/(B))が第2流路C2の端部E2に近づくほど大きく、中心に近いほど小さくなっている。したがって、変化量の大きい中心位置の速度割合((A)/(B))によって、電解液の法線方向流速における第2流路C2の延在方向の均一性を評価できることが分かる。
また、図7に示すように、第2流路C2のピッチP1が広い実施例ほど、中心位置の速度割合((A)/(B))が大きくなる傾向がある。中心位置の速度割合((A)/(B))が大きいほど、第2電極32内を流れる電解液の法線方向流速における第2流路C2の延在方向の均一性が良好である。
また、図7に示すように、第2流路C2のピッチP1が広い実施例ほど、中心位置の速度割合((A)/(B))が大きくなる傾向がある。中心位置の速度割合((A)/(B))が大きいほど、第2電極32内を流れる電解液の法線方向流速における第2流路C2の延在方向の均一性が良好である。
第2流路C2のない比較例1では、第1流路C1から集電板排出路23への流れとなるため、中心での速度割合((A)/(B))が突出して大きくなっている。比較例1は、第2流路のない極端な例として記載した。なお、比較例1の速度割合は、評価方法として実施例3と同一の方法により求めた。
(カラム長手方向相対速度分布)
表1に示す実施例1〜5、比較例1の寸法条件を満たす集電板ユニット200について、それぞれ集電板20の中央近傍に位置する第1流路C1から両側に伸びる第2流路C2の端部E2と、隣り合う第2流路C2の端部E2間の距離を5分割した。分割した各区間について、それぞれ分割した地点での第2電極の厚み半分の位置における電解液の法線方向流速(C)を算出した。また、第2流路C2の端部E2について、第2電極の厚み半分の位置における電解液の法線方向流速(B)を算出した。
そして、得られた法線方向流速(C)と(B)とを用いて、その速度割合((C)/(B))を求めた。その結果を図8に示す。
表1に示す実施例1〜5、比較例1の寸法条件を満たす集電板ユニット200について、それぞれ集電板20の中央近傍に位置する第1流路C1から両側に伸びる第2流路C2の端部E2と、隣り合う第2流路C2の端部E2間の距離を5分割した。分割した各区間について、それぞれ分割した地点での第2電極の厚み半分の位置における電解液の法線方向流速(C)を算出した。また、第2流路C2の端部E2について、第2電極の厚み半分の位置における電解液の法線方向流速(B)を算出した。
そして、得られた法線方向流速(C)と(B)とを用いて、その速度割合((C)/(B))を求めた。その結果を図8に示す。
図8は、速度割合((C)/(B))と隣り合う第2流路C2の端部E2間の長さ方向中心からの位置との関係を示したグラフである。縦軸は、速度割合((C)/(B))を示す。横軸は、隣り合う第2流路C2の端部E2間の距離を1としたときの長さ方向中心からの位置である。
図8に示すように、実施例1〜5では、いずれも速度割合((C)/(B))が第2流路C2の端部E2に近づくほど大きく、中心に近いほど小さくなっている。したがって、変化量の大きい中心位置の速度割合((C)/(B))によって、電解液の法線方向流速における第1流路C1の延在方向の均一性を評価できることが分かる。
また、第2流路C2のピッチP1が狭い実施例ほど、中心位置の速度割合((C)/(B))が大きくなる傾向があることが分かる。中心位置の速度割合((C)/(B))が大きいほど、第2電極32内を流れる電解液の法線方向流速における第1流路C1の延在方向の均一性が良好である。
第2流路C2のない比較例1では、第1流路C1から集電板排出路23への流れとなるため、速度割合((C)/(B))の変化はない。なお、比較例1の速度割合は、評価方法として実施例3と同一の方法により求めた。
また、第2流路C2のピッチP1が狭い実施例ほど、中心位置の速度割合((C)/(B))が大きくなる傾向があることが分かる。中心位置の速度割合((C)/(B))が大きいほど、第2電極32内を流れる電解液の法線方向流速における第1流路C1の延在方向の均一性が良好である。
第2流路C2のない比較例1では、第1流路C1から集電板排出路23への流れとなるため、速度割合((C)/(B))の変化はない。なお、比較例1の速度割合は、評価方法として実施例3と同一の方法により求めた。
図7および図8に示す流体解析の結果から、第2流路C2のピッチP1を広くすると上記速度割合((A)/(B))が大きくなり、上記((C)/(B))小さくなることが分かる。これは、以下に示す理由によるものであると推定される。第2流路C2のピッチP1を狭くすると、第2流路C2末端E2と集電板排出路23との間の通液が良好になり、第1流路C1と第2流路C2とが交差する地点E1の流速が減衰する(カラム長手方向における均一性向上)。逆に、第2流路C2のピッチP1を広くすると、第1流路C1と第2流路C2とが交差する地点E1の流速が増加する。このとき隣り合う第2流路C2の端部E2間を結ぶ直線の中央地点E3では、質量保存により流速が低下する。この両方のバランスにより、カラム幅方向およびカラム長手方向における電解液の法線方向流速の均一性が確保されると考えられる。つまり、第2流路C2のピッチP1を広くしたことの影響が、上記地点E1と上記地点E3での流速の挙動によって相殺されて、電解液の流速の均一性が確保され、セル抵抗率への影響が低減されると推定される。また、第2流路C2のピッチP1を広くすると、集電板20と電極との有効な接触面積が増大するため、好ましい。
「実施例1」
以下に示す方法により、図1〜図6に示すレドックスフロー電池100(セル)を作成し、セル抵抗率を測定し、評価した。
(集電板の作製)
カーボンプラスチック成形体からなる集電板20の凹部20Aに、第2流路C2のピッチP1が表2に示す寸法であって、カラム長手方向の第2流路C2の本数および接触面積割合が表2に示す数値である流路Cを形成し、上述した流体解析条件での実施例1の条件を満たす集電板20を得た。
カラム長手方向の第2流路C2は、一方の末端E2からカラム幅方向に第1流路C1と交差して他方の末端E2まで連続して延びる第2流路C2を1本として、本数を数えた。
また、接触面積割合とは、集電板20の電極30との対向面の面積に対する第1電極31の平面視での集電板20との接触面積の割合を意味する。
以下に示す方法により、図1〜図6に示すレドックスフロー電池100(セル)を作成し、セル抵抗率を測定し、評価した。
(集電板の作製)
カーボンプラスチック成形体からなる集電板20の凹部20Aに、第2流路C2のピッチP1が表2に示す寸法であって、カラム長手方向の第2流路C2の本数および接触面積割合が表2に示す数値である流路Cを形成し、上述した流体解析条件での実施例1の条件を満たす集電板20を得た。
カラム長手方向の第2流路C2は、一方の末端E2からカラム幅方向に第1流路C1と交差して他方の末端E2まで連続して延びる第2流路C2を1本として、本数を数えた。
また、接触面積割合とは、集電板20の電極30との対向面の面積に対する第1電極31の平面視での集電板20との接触面積の割合を意味する。
(第1電極の作製)
第1電極31として、多孔質層であり、導電性を有するカーボンファイバーペーパー(東レ株式会社製:1層のTGP−H−090を使用)を準備した。このカーボンファイバーペーパーの平均厚さは0.37mmであり、第1電極31における面内方向の透過率は、7.1×10−11m2であり、上述した流体解析条件での実施例1の条件と同じであった。
第1電極31として、多孔質層であり、導電性を有するカーボンファイバーペーパー(東レ株式会社製:1層のTGP−H−090を使用)を準備した。このカーボンファイバーペーパーの平均厚さは0.37mmであり、第1電極31における面内方向の透過率は、7.1×10−11m2であり、上述した流体解析条件での実施例1の条件と同じであった。
(第2電極の作製)
平均繊維径150nm、平均繊維長15μmの第1のカーボンナノチューブと、平均繊維径15nm、平均繊維長3μmの第2のカーボンナノチューブとを用意した。そして、第1のカーボンナノチューブと第2のカーボンナノチューブの合計100質量%に対し、90質量%の第1のカーボンナノチューブと、10質量%の第2のカーボンナノチューブを純水中で混合し、さらに、第1のカーボンナノチューブと第2のカーボンナノチューブの合計100質量部に対し、1質量部の水溶性導電性高分子であるポリイソチアナフテンスルホン酸を加えて混合液を作製した。得られた混合液を湿式ジェットミルで処理し、カーボンナノチューブの分散液を得た。
平均繊維径150nm、平均繊維長15μmの第1のカーボンナノチューブと、平均繊維径15nm、平均繊維長3μmの第2のカーボンナノチューブとを用意した。そして、第1のカーボンナノチューブと第2のカーボンナノチューブの合計100質量%に対し、90質量%の第1のカーボンナノチューブと、10質量%の第2のカーボンナノチューブを純水中で混合し、さらに、第1のカーボンナノチューブと第2のカーボンナノチューブの合計100質量部に対し、1質量部の水溶性導電性高分子であるポリイソチアナフテンスルホン酸を加えて混合液を作製した。得られた混合液を湿式ジェットミルで処理し、カーボンナノチューブの分散液を得た。
この分散液にさらに、第1のカーボンナノチューブと第2のカーボンナノチューブの合計100質量部に対して、50質量部のカーボンファイバー(平均繊維径7μm、平均繊維長0.13mm)を加え、マグネティックスターラーにより撹拌し、分散させて分散液とした。この分散液を濾紙上で濾過し、濾紙とともに脱水した後、プレス機により圧縮してさらに乾燥し、カーボンナノチューブを含む第2電極32を作製した。
第2電極32の平均厚さは0.4mmであり、第2電極32の積層方向(面内方向の法線方向)の透過率は、2.7×10−13m2であり、上述した流体解析条件での実施例1の条件と同じであった。
第2電極32の平均厚さは0.4mmであり、第2電極32の積層方向(面内方向の法線方向)の透過率は、2.7×10−13m2であり、上述した流体解析条件での実施例1の条件と同じであった。
第2電極32の透過率は、差圧ΔPと通液する長さLとが比例するため、実施例1の電池とは異なる長さLで評価した。すなわち、作製した第2電極32を30枚重ね、総厚みが1cmとなるように、両面に直径0.10mmのNiワイヤーからなる60メッシュのNiメッシュシートを配置して圧縮し、断面積1.35cm2(幅50mm、高さ2.7mm)、長さ1cmの透過率測定セルの中に設置した。そして、透過率測定セルに水(20℃、粘度=1.002mPa・sec)を透過流束0.5cm/secで通液し、積層した導電性シートによる差圧(出口圧−入口圧)を測定し、透過率を算出した。
(液流出層の作製)
液流出層33としては、多孔質層であり、導電性を有するカーボンファイバーペーパー(SGL社製:1層のGDL29AAを使用)を準備した。このカーボンファイバーペーパーの平均厚さは0.11mmであり、液流出層33における面内方向の透過率は、4.1×10−11m2であり、上述した流体解析条件での実施例1の条件と同じであった。
液流出層33としては、多孔質層であり、導電性を有するカーボンファイバーペーパー(SGL社製:1層のGDL29AAを使用)を準備した。このカーボンファイバーペーパーの平均厚さは0.11mmであり、液流出層33における面内方向の透過率は、4.1×10−11m2であり、上述した流体解析条件での実施例1の条件と同じであった。
(電池の組み立て)
セルフレーム40に上述した集電板20を嵌め込み、集電板20の凹部20Aに第1電極31を嵌合し、第1電極31の上に上述した第2電極32および液流出層33を、この順に積層した。このことにより、上述した流体解析条件での実施例1の条件を満たす集電板排出路23を有する集電板ユニット200が、セルフレーム40に嵌め込まれたものを得た。これを2つ作成し、2つの液流出層33の間にイオン交換膜10としてのナフィオンN212(登録商標、デュポン社製)を配置し、ガスケット、端部端子、押し板を設置して、実施例1のレドックスフロー電池を得た。
セルフレーム40に上述した集電板20を嵌め込み、集電板20の凹部20Aに第1電極31を嵌合し、第1電極31の上に上述した第2電極32および液流出層33を、この順に積層した。このことにより、上述した流体解析条件での実施例1の条件を満たす集電板排出路23を有する集電板ユニット200が、セルフレーム40に嵌め込まれたものを得た。これを2つ作成し、2つの液流出層33の間にイオン交換膜10としてのナフィオンN212(登録商標、デュポン社製)を配置し、ガスケット、端部端子、押し板を設置して、実施例1のレドックスフロー電池を得た。
実施例1のレドックスフロー電池の有する2つの集電板ユニット200のうちの一方に含まれる電極30を正極とし、もう一方の集電板ユニット200に含まれる電極30を負極として用い、以下に示す方法により、セル抵抗率および圧力損失を測定した。
「セル抵抗値の測定」
正極用と負極用の電解液として、それぞれバナジウムイオン(V3+、V4+)濃度1.8Mの硫酸バナジウム水溶液(V濃度1.8mol/L、硫酸濃度4.5mol/L)を25mLずつ用意した。水浴に入れて浴温を25℃とした電解液を、チューブポンプを用いて、レドックスフロー電池の正極と負極にそれぞれ送り込み、正極側集電板および負極側集電板に電源に接続して、80mA/cm2の電流密度で、室温下(25℃)で充放電を行った。
正極用と負極用の電解液として、それぞれバナジウムイオン(V3+、V4+)濃度1.8Mの硫酸バナジウム水溶液(V濃度1.8mol/L、硫酸濃度4.5mol/L)を25mLずつ用意した。水浴に入れて浴温を25℃とした電解液を、チューブポンプを用いて、レドックスフロー電池の正極と負極にそれぞれ送り込み、正極側集電板および負極側集電板に電源に接続して、80mA/cm2の電流密度で、室温下(25℃)で充放電を行った。
カットオフ電圧は、充電が1.75V、放電が1.00Vとした。初めの1サイクル目は、バナジウムイオンの価数が正極では+5価から+4価に、負極では+2価から+3価に変化するので、1.26Vの起電力であった。濃度1.8Mの25mlの電解液の電池容量は、計算上は1Ahである。2サイクル目の電池容量は0.975Ahであった。3サイクル目までの充放電曲線を用いて、以下に示す方法により、セル抵抗率を計算した。その結果を表2に示す。
「セル抵抗率の算出」
セル抵抗率〔Ω・cm2〕は、充放電を行って充放電曲線を得た後に、中点法を用いて、以下の式(1)から算出した。充電と放電は同じ電流で行う。
ρS,cell =S×(V1−V2)/(2×I) ・・・(1)
式(1)中の記号は、以下のとおりである。
ρS,cell:セル抵抗率〔Ω・cm2〕
S:電極面積〔cm2〕
V1:充電曲線の中点電圧〔V〕
V2:放電曲線の中点電圧〔V〕
I:充放電電流〔A〕
セル抵抗率〔Ω・cm2〕は、充放電を行って充放電曲線を得た後に、中点法を用いて、以下の式(1)から算出した。充電と放電は同じ電流で行う。
ρS,cell =S×(V1−V2)/(2×I) ・・・(1)
式(1)中の記号は、以下のとおりである。
ρS,cell:セル抵抗率〔Ω・cm2〕
S:電極面積〔cm2〕
V1:充電曲線の中点電圧〔V〕
V2:放電曲線の中点電圧〔V〕
I:充放電電流〔A〕
この算出方法をより詳細に説明する。
充放電曲線では必ず、充電曲線が上になり、放電曲線が下になる。これは、電池の内部抵抗に起因するものである。すなわち、放電の際には、開放端電圧(電流が流れていないときの電圧)に対して、電池の内部抵抗の分の電圧降下(過電圧)分が放電電圧となる。一方、充電は開放端電圧に対して、電池の内部抵抗の分の電圧上昇(過電圧)分が充電電圧となる。
充放電曲線では必ず、充電曲線が上になり、放電曲線が下になる。これは、電池の内部抵抗に起因するものである。すなわち、放電の際には、開放端電圧(電流が流れていないときの電圧)に対して、電池の内部抵抗の分の電圧降下(過電圧)分が放電電圧となる。一方、充電は開放端電圧に対して、電池の内部抵抗の分の電圧上昇(過電圧)分が充電電圧となる。
これを式にすると;
充電電圧(V)=開放端電圧(V)+過電圧(V) ・・・(1−a)
放電電圧(V)=開放端電圧(V)−過電圧(V) ・・・(1−b)
過電圧(V)=電池の内部抵抗(Ω)×充放電電流(I) ・・・(1−c)
となり、(1−a)〜(1−c)から、電池の内部抵抗(Ω)={充電電圧(V)−放電電圧(V)}/2×充放電電流(I)が得られる。ここで、充放電電流(I)を電流密度にすると、セル抵抗率〔Ω・cm2〕の式が得られる。
充電電圧(V)=開放端電圧(V)+過電圧(V) ・・・(1−a)
放電電圧(V)=開放端電圧(V)−過電圧(V) ・・・(1−b)
過電圧(V)=電池の内部抵抗(Ω)×充放電電流(I) ・・・(1−c)
となり、(1−a)〜(1−c)から、電池の内部抵抗(Ω)={充電電圧(V)−放電電圧(V)}/2×充放電電流(I)が得られる。ここで、充放電電流(I)を電流密度にすると、セル抵抗率〔Ω・cm2〕の式が得られる。
ここで、充放電曲線(横軸:電気容量(Ah)、縦軸:電池電圧(V))において、充電曲線から得られた充電容量の1/2での電圧(V1)を充電電圧とし、放電曲線から得られた放電容量の1/2での電圧(V2)を放電電圧としたものが、中点法によるセル抵抗率〔Ω・cm2〕の算出方法である。
「圧力損失の測定」
レドックスフロー電池における電解液の入口と出口にそれぞれ圧力計を設置し、入口の電解液の圧力と、出口の電解液の圧力とを測定した。圧力の測定は、レドックスフロー電池の正極に2つ、負極に2つ(合計4つ)の圧力計を設置して行なった。そして、入口の電解液の圧力の平均値と、出口の電解液の圧力の平均値とを求め、その圧力差を算出して圧力損失とした。
レドックスフロー電池における電解液の入口と出口にそれぞれ圧力計を設置し、入口の電解液の圧力と、出口の電解液の圧力とを測定した。圧力の測定は、レドックスフロー電池の正極に2つ、負極に2つ(合計4つ)の圧力計を設置して行なった。そして、入口の電解液の圧力の平均値と、出口の電解液の圧力の平均値とを求め、その圧力差を算出して圧力損失とした。
「実施例2〜実施例5、参考例」
第2流路C2のピッチP1を表2に示す寸法にし、カラム長手方向の第2流路C2の本数および接触面積割合を表2に示す数値としたこと以外は、実施例1と同様にして、レドックスフロー電池を製造し、セル抵抗値および圧力損失を測定した。その結果を表2に示す。
第2流路C2のピッチP1を表2に示す寸法にし、カラム長手方向の第2流路C2の本数および接触面積割合を表2に示す数値としたこと以外は、実施例1と同様にして、レドックスフロー電池を製造し、セル抵抗値および圧力損失を測定した。その結果を表2に示す。
「比較例1」
第2流路C2を設けなかったこと以外は、実施例1と同様にして、レドックスフロー電池を製造し、セル抵抗値および圧力損失を測定した。その結果を表2に示す。
第2流路C2を設けなかったこと以外は、実施例1と同様にして、レドックスフロー電池を製造し、セル抵抗値および圧力損失を測定した。その結果を表2に示す。
また、実施例1〜5、比較例1、参考例のレドックスフロー電池について、それぞれ集電板20の中央近傍に位置する第1流路C1と第2流路C2とが交差する地点E1での第2電極の厚み半分の位置における電解液の法線方向流速(D)と、第2流路C2の端部E2の第2電極の厚み半分の位置における電解液の法線方向流速(E)とを、上述した流体解析を行う方法により、算出した。
そして、得られた法線方向流速(D)と(E)とを用いて、その速度割合((D)/(E))を求め、カラム幅方向の速度割合とした。その結果を表2に示す。
そして、得られた法線方向流速(D)と(E)とを用いて、その速度割合((D)/(E))を求め、カラム幅方向の速度割合とした。その結果を表2に示す。
また、実施例1〜5、比較例1、参考例のレドックスフロー電池について、それぞれ集電板20の中央近傍に位置する隣り合う第2流路C2の端部E2間を結ぶ直線の中央地点E3での第2電極の厚み半分の位置における電解液の法線方向流速(F)を、上述した流体解析を行う方法により、算出した。
そして、得られた法線方向流速(F)と上記(E)とを用いて、その速度割合((F)/(E))を求め、カラム長手方向の速度割合とした。その結果を表2に示す。
そして、得られた法線方向流速(F)と上記(E)とを用いて、その速度割合((F)/(E))を求め、カラム長手方向の速度割合とした。その結果を表2に示す。
表2に示すように、実施例1〜5のレドックスフロー電池では、比較例1のレドックスフロー電池と比較して、セル抵抗率が低いものであった。これは、実施例1〜5のレドックスフロー電池では、カラム幅方向の速度割合が6.3%以上40%以下であり、カラム長手方向の速度割合が60%以上98%以下であるため、電解液が電極の面内方向全面に行き渡りやすく、電解液と電極との反応が良好に行われたためであると推定される。
また、表2に示すように、参考例のレドックスフロー電池は、実施例1〜5のレドックスフロー電池と比較して、第2流路の本数が多いにも関わらず、セル抵抗率は同等であった。
また、表2に示すように、参考例のレドックスフロー電池は、実施例1〜5のレドックスフロー電池と比較して、第2流路の本数が多いにも関わらず、セル抵抗率は同等であった。
本発明の集電板ユニットを備えるレドックスフロー電池では、電解液を電極の面内方向全面に行き渡らせることができる。このため、本発明のレドックスフロー電池では、充放電時に電極を効率よく最大限利用できる。したがって、本発明のレドックスフロー電池は、大容量蓄電池のレドックスフロー電池として好適である。
10 イオン交換膜、20 集電板、20A 凹部、21 周縁壁、21a 第1面、22 内部壁、22a 内部壁の第1面、23、24 集電板排出路、30 電極、31 第1電極、32 第2電極、33 液流出層、40 セルフレーム、100 レドックスフロー電池、200 集電板ユニット、CE セル、C 流路、C1 第1流路、C2 第2流路。
Claims (5)
- イオン交換膜と、集電板と、前記イオン交換膜と前記集電板との間に配置された電極とを有するレドックスフロー電池に用いられる集電板ユニットであり、
前記集電板ユニットは、前記集電板と前記電極とが一体化されてなり、
前記集電板は、前記電極との対向面に凹状に形成された溝からなる流路を有し、
前記流路は、第1方向に延在する1本の第1流路と、前記第1流路と連通し、前記第1流路と交差する方向に平行に延びる複数本の第2流路とからなり、
前記電極が、前記集電板側から順に、前記流路を覆うように形成された第1電極と、第2電極と、液流出層とが積層されたものであり、前記第1電極および前記液流出層の通液性が前記第2電極よりも高く、
前記液流出層から前記電解液を排出する集電板排出路が、前記第1流路に対して対称に前記第2流路端部の外側の位置に前記第1方向に延在して配置され、
前記第1流路の一端から電解液が供給された場合の前記第2電極の厚み半分の位置における前記電解液の法線方向流速が、
前記第1流路と前記第2流路とが交差する地点では、前記第2流路端部の6.3%以上40%以下であり、
隣り合う前記第2流路端部間を結ぶ直線の中央地点では、前記第2流路端部の60%以上98%以下である集電板ユニット。 - 前記第2流路の前記第1流路の長さ方向のピッチが1.1mm以上45mm以下である請求項1に記載の集電板ユニット。
- 前記集電板の前記電極との対向面の面積に対する前記第1電極の平面視での前記集電板との接触面積の割合が66.5%以上99.5%以下である請求項1または請求項2に記載の集電板ユニット。
- 前記第2流路が、第1流路に対して対称に配置されている請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の集電板ユニット。
- イオン交換膜と、集電板と、前記イオン交換膜と前記集電板との間に配置された電極とを有するレドックスフロー電池であり、
前記集電板および前記電極として、請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の集電板ユニットが備えられているレドックスフロー電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018244991A JP2020107481A (ja) | 2018-12-27 | 2018-12-27 | 集電板ユニットおよびレドックスフロー電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018244991A JP2020107481A (ja) | 2018-12-27 | 2018-12-27 | 集電板ユニットおよびレドックスフロー電池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020107481A true JP2020107481A (ja) | 2020-07-09 |
Family
ID=71449340
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018244991A Pending JP2020107481A (ja) | 2018-12-27 | 2018-12-27 | 集電板ユニットおよびレドックスフロー電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2020107481A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20220117035A (ko) * | 2021-02-16 | 2022-08-23 | 연세대학교 산학협력단 | 유동 채널과 다공성 전극을 갖는 흐름 전지 시뮬레이션 장치 및 방법 |
-
2018
- 2018-12-27 JP JP2018244991A patent/JP2020107481A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20220117035A (ko) * | 2021-02-16 | 2022-08-23 | 연세대학교 산학협력단 | 유동 채널과 다공성 전극을 갖는 흐름 전지 시뮬레이션 장치 및 방법 |
KR102549478B1 (ko) * | 2021-02-16 | 2023-06-29 | 연세대학교 산학협력단 | 유동 채널과 다공성 전극을 갖는 흐름 전지 시뮬레이션 장치 및 방법 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6370019B1 (ja) | レドックスフロー電池 | |
JP6448165B2 (ja) | 集電板及びレドックスフロー電池 | |
TWI648903B (zh) | 氧化還原液流電池 | |
US10707514B2 (en) | Redox flow battery | |
WO2019131232A1 (ja) | レドックスフロー電池の電極およびレドックスフロー電池 | |
JPWO2018105646A1 (ja) | 集電板及びレドックスフロー電池 | |
JP2020107481A (ja) | 集電板ユニットおよびレドックスフロー電池 | |
JP6448164B2 (ja) | 集電板及びレドックスフロー電池 | |
WO2020158623A1 (ja) | 電池セル、セルスタック、及びレドックスフロー電池 | |
WO2020158624A1 (ja) | 電池セル、セルスタック、及びレドックスフロー電池 | |
JP7068613B2 (ja) | レドックスフロー電池セル及びレドックスフロー電池 | |
WO2018105634A1 (ja) | 集電板及びレドックスフロー電池 | |
WO2020138049A1 (ja) | 集電板ユニットおよびレドックスフロー電池 | |
WO2020158625A1 (ja) | 電池セル、セルスタック、及びレドックスフロー電池 | |
JP2019012694A (ja) | 集電板 | |
JP2020107482A (ja) | レドックスフロー電池 |