JP2023013534A - Tritium-containing water treatment method, treatment business method and treatment apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トリチウムを含有する水の処理に関し、トリチウム含有水の処理事業、トリチウム含有水の処理方法およびトリチウム含有水の処理装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to treatment of tritium-containing water, and more particularly to a tritium-containing water treatment business, a tritium-containing water treatment method, and a tritium-containing water treatment apparatus.
原子力発電所から排出されるトリチウムを含んだ水の処理方法として、たとえば、トリチウムを含んだ水を希釈して海洋に放出する方法、乃至は、トリチウムを含んだ水を蒸発処理し高温水蒸気として、大気に放出する方法が提案されている。 As a method for treating water containing tritium discharged from a nuclear power plant, for example, a method of diluting tritium-containing water and releasing it into the ocean, or a method of evaporating tritium-containing water to produce high-temperature steam, A method of releasing to the atmosphere has been proposed.
特許文献1によれば、トリチウム汚染水を低濃度で濃縮して第一トリチウム濃縮水および第一トリチウム除去水を生成する第一濃縮モジュールと、第一濃縮モジュールにて濃縮された第一トリチウム濃縮水を高濃度で再濃縮して第二トリチウム濃縮水および第二トリチウム除去水を生成する第二濃縮モジュールとを備えた技術が提案されている。
According to
特許文献2によれば、トリチウム汚染水を加熱して蒸気を発生させ、この蒸気を冷却して凝縮することにより得た復水を逆浸透膜で濃縮液と透過液とに膜分離して、透過液を海水に希釈して外部に排出する。濃縮液は加熱して発生した蒸気を大気へ放出する技術が提案されている。
According to
更に、特許文献3によれば、汚染水を加熱して汚染水蒸気を生成するとともに、汚染水蒸気を遠心分離処理して、汚染水蒸気中からトリチウム汚染水を分離するトリチウム水分離工程とを備える技術が提案されている。
Furthermore, according to
上述した特許文献1に記載された従来の技術は、トリチウムを含んだ水(以下、トリチウム含有水と称す)を希釈する設備が大規模となるので経済性がなく事業化に不向きである。
The conventional technology described in
特許文献2、3に記載された従来の技術は、トリチウム含有水を水蒸気にする必要があり、水の潜熱のためトリチウム含有水を蒸発させるのに多大のエネルギーを必要とするという問題がある。
The conventional techniques described in
また従来技術は、トリチウムを含んだ水を汚染水としてとらえ、エネルギー消費量をはじめ経済性を確保しつつトリチウムを除去して無害化することに焦点を当てたものである。 In addition, the prior art treats water containing tritium as contaminated water, and focuses on removing tritium to render it harmless while ensuring economic efficiency including energy consumption.
本願発明は、上述した従来技術における問題点を解消するためになされたものであり、トリチウム含有水の処理に多大なエネルギーを使用することなく、大規模な設備を必要としない経済的に優位なトリチウム含有水の処理装置およびその事業化の方法について提案する。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems in the prior art, and is an economically superior method that does not require large-scale equipment and does not use a large amount of energy for treating tritium-containing water. A treatment system for tritium-containing water and a method for its commercialization are proposed.
前記した目的を達成するために、本発明に係るトリチウム含有水の処理事業は、トリチウムを含んだ排水を有償にて引き取り、自然エネルギーにより得られる電力を用いて、前記排水を水電解し、前記水電解により得られた水素を含有するガスからトリチウムガスと水素ガスを分離して、前記トリチウムガスを販売する In order to achieve the above-described object, the tritium-containing water treatment business according to the present invention receives wastewater containing tritium for a fee, uses electricity obtained from natural energy to electrolyze the wastewater, and Separating tritium gas and hydrogen gas from gas containing hydrogen obtained by water electrolysis and selling the tritium gas
この構成によれば、大規模な設備を必要とせず、系統にとって外乱となることが多い自然エネルギーを用いた発電の有効活用を図ることできる。また、エネルギーの消費を抑えたトリチウムを含有する水の処理を行うことができる。また、電気分解を利用することにより、トリチウムを含有する水の減容を図ることができる。 According to this configuration, it is possible to effectively utilize power generation using natural energy, which often causes disturbances to the system, without requiring large-scale equipment. In addition, water containing tritium can be treated with reduced energy consumption. Moreover, by using electrolysis, the volume of water containing tritium can be reduced.
本発明に係るトリチウム含有水の処理事業は、前記水電解により得られた酸素ガスと前記トリチウムガスを反応させてトリチウム水を製造して販売する。 In the tritium-containing water treatment business according to the present invention, tritiated water is produced and sold by reacting the oxygen gas obtained by the water electrolysis with the tritium gas.
本発明に係るトリチウム含有水の処理事業は、前記水素ガスを燃料電池に供給して前記燃料電池からの電力を販売する。 The tritium-containing water treatment business according to the present invention supplies the hydrogen gas to the fuel cell and sells the electric power from the fuel cell.
本発明に係るトリチウム含有水の処理事業は、前記水電解がカスケードに行われる。また、本発明に係るトリチウム含有水の処理事業は、前記トリチウムガスと水素ガスの分離が多段に行われる。 In the tritium-containing water treatment business according to the present invention, the water electrolysis is performed in a cascade. In the tritium-containing water treatment business according to the present invention, the tritium gas and hydrogen gas are separated in multiple stages.
本発明に係るトリチウム含有水の処理事業は、前記燃料電池の発電により生じた水を給水もしくは排水として処理する。また、本発明に係るトリチウム含有水の処理事業は、前記トリチウムガスを圧縮して販売する。 The tritium-containing water treatment business according to the present invention treats the water generated by the power generation of the fuel cell as water supply or waste water. In the tritium-containing water treatment business according to the present invention, the tritium gas is compressed and sold.
本発明に係るトリチウム含有水の処理事業は、前記燃料電池が燃料電池畜電池である。この構成において、燃料電池蓄電池は蓄電機能を有した燃料電池である。また、本発明に係るトリチウム含有水の処理事業は、前記燃料電池もしくは前記燃料電池蓄電池に接続された二次電池の電力を販売する。この構成において、蓄電池及び二次電池の放電による電力は応答性に優れている。 In the tritium-containing water treatment business according to the present invention, the fuel cell is a fuel cell storage battery. In this configuration, the fuel cell storage battery is a fuel cell with a power storage function. Further, in the tritium-containing water treatment business according to the present invention, electric power from the fuel cell or the secondary battery connected to the fuel cell storage battery is sold. In this configuration, electric power generated by discharging the storage battery and the secondary battery has excellent responsiveness.
本発明に係るトリチウム含有水の処理事業は、前記二次電池がドーナツ状の電極を積層し、一方の前記電極の外縁が外装体に電気的に接続され他方の前記電極の穴の周縁が集電体に電気的に接続される。 In the tritium-containing water treatment business according to the present invention, the secondary battery has donut-shaped electrodes stacked, the outer edge of one of the electrodes is electrically connected to the outer package, and the periphery of the hole of the other electrode is gathered. electrically connected to an electrical body.
本発明に係るトリチウム含有水の処理方法は、トリチウムを含んだ排水を有償にて引き取り、自然エネルギーにより得られる電力を用いて、前記排水を水電解し、前記水電解により得られた水素を含有するガスからトリチウムガスと水素ガスを分離すると共に前記水電解により得られた酸素ガスと前記トリチウムガスを反応させてトリチウム水を製造して、前記水素ガスと前記酸素ガスを燃料電池に供給して前記燃料電池から発電を行う。 In the method for treating tritium-containing water according to the present invention, wastewater containing tritium is received for a fee, the wastewater is subjected to water electrolysis using electricity obtained from natural energy, and the hydrogen obtained by the water electrolysis is contained. tritiated water is produced by separating tritium gas and hydrogen gas from the gas, and reacting the oxygen gas obtained by the water electrolysis with the tritium gas, and supplying the hydrogen gas and the oxygen gas to the fuel cell. Electric power is generated from the fuel cell.
本発明に係るトリチウム含有水の処理装置は、トリチウムを含んだ水を電気分解する水電解装置と、前記水電解装置の陰極から発生するトリチウムガスガスと水素ガスとを分離する分離装置とを備え、前記分離装置で分離された水素ガスと前記水電解装置の陽極から発生する酸素ガスを用いて発電を行う燃料電池を備える。また、本発明に係るトリチウム含有水の処理装置は、複数の前記水電解装置がカスケード接続され、請求項12に記載の分離装置が多段で構成される。 A tritium-containing water treatment apparatus according to the present invention includes a water electrolysis apparatus that electrolyzes water containing tritium, and a separation apparatus that separates tritium gas and hydrogen gas generated from a cathode of the water electrolysis apparatus, A fuel cell is provided for generating power using the hydrogen gas separated by the separator and the oxygen gas generated from the anode of the water electrolysis device. Further, in the apparatus for treating tritium-containing water according to the present invention, a plurality of the water electrolysis apparatuses are cascade-connected, and the separation apparatus according to claim 12 is configured in multiple stages.
トリチウム含有水からトリチウムを分離処理して、真水の状態で放出することができる。また、トリチウム含有水からトリチウムを取り出して販売することができる。更に、トリチウム含有水の処理事業で発電ができる。トリチウム含有水の処理過程で、再生可能エネルギーの利用を促進することができる。 Tritium can be separated from tritium-containing water and released in the form of fresh water. In addition, tritium can be extracted from tritium-containing water and sold. Furthermore, electricity can be generated from the tritium-containing water treatment business. The use of renewable energy can be promoted in the process of treating tritium-containing water.
以下、本発明に係る実施形態を図面に従って説明するが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings, but the present invention is not limited to these embodiments.
発明者は、原子力発電所から排出されるトリチウムを含んだ水(以降、トリチウム含有水と称す)からトリチウムを除去することを事業化することを考えた。すなわち、トリチウム含有水を無害化するとともに、取り除いたトリチウムを販売することを考えた。トリチウム含有水の処理事業および処理方法の説明の前に、それらを実現するトリチウム含有水の処理装置について説明する。 The inventor considered commercializing removal of tritium from water containing tritium discharged from a nuclear power plant (hereinafter referred to as tritium-containing water). In other words, the idea was to detoxify the tritium-containing water and sell the removed tritium. Before explaining the tritium-containing water treatment business and the treatment method, a tritium-containing water treatment apparatus for realizing them will be explained.
トリチウム含有水の処理装置の構成について図1に示すブロックを用いて説明する。トリチウム含有水処理装置20は主要な構成要素として、水電解装置21、分離装置24および燃料電池25を有している。
The configuration of the tritium-containing water treatment apparatus will be described using the block shown in FIG. The tritium-containing
水電解装置21にはトリチウム含有水保存タンク31からトリチウムを含むトリチウム含有水が供給される。水電解装置21には、外部電源30が接続されていて、水電解装置21に必要な直流電力を供給する。外部電源30は、例えば、太陽光発電設備30-1および風力発電設備30-2が挙げられる。外部電源30は自然エネルギーを利用した発電装置からの電力であればよく、バイオマス発電であってもよい。電気分解を助けるためにトリチウム含有水には少量の電解物質が添加されている。
The
水電解装置21にはトリチウム含有水を収容する電解槽と、外部電源30の正極に接続された陽極と、外部電源30の負極に接続された陰極とを備えている(いずれも図示せず)。陰極と陽極にトリチウム含有水が接触した状態で両電極間に電圧を印加すると、陰極における還元反応により陰極から水素ガスが発生する。還元反応に際してトリチウム含有水に含まれるトリチウムも還元されて、陰極から水素ガスと共にトリチウムガスが発生する。
The
水素ガスとトリチウムガスの混合ガスは、水電解装置21から水素タンク22に送られる。水素タンク22の水素ガスとトリチウムガスの混合ガスは、分離装置24で水素ガスとトリチウムガスに分離される。分離方法としては、深冷分離法、圧力スイング法および遠心分離法が挙げられるがこれらに限定されるものでない。例えば、液化へリウムで水素とトリチウムの混合ガスを冷却すると、凝縮点の高いトリチウムが先に液化するので、水素ガスと分離がされる。この方法は、深冷分離法と称されている。
A mixed gas of hydrogen gas and tritium gas is sent from the
トリチウム水(THO)の分子量は19であるのに対して、水の分子量は18であり、その差は小さく両者の分離を難しくしている。一方、トリチウムの分子量は4に対して、水素の分子量は2であり、比重は倍半分の関係となる。トリチウムと水素では比重の他、拡散速度、凝固点および沸点も大きく異なる。このため、トリチウム含有水の状態でトリチウムを分離するより、トリチウム含有水を電気分解してガス化してトリチウムを分離する方が容易となり、経済的にも優れたものとなる。 The molecular weight of tritiated water (THO) is 19, while the molecular weight of water is 18. The difference between them is small, making separation of the two difficult. On the other hand, while tritium has a molecular weight of 4, hydrogen has a molecular weight of 2, and their specific gravities are two and a half. In addition to specific gravity, tritium and hydrogen also differ greatly in diffusion rate, freezing point, and boiling point. Therefore, it is easier and more economical to separate tritium by gasifying the tritium-containing water by electrolyzing it than by separating tritium from the tritium-containing water.
分離装置24で分離されたトリチウムガス(HT)は、トリチウムタンク26に送られる。トリチウムタンク26に蓄えられたトリチウムは適当な圧力に圧縮されてボンベに詰められて出荷される。分離装置24で分離された水素ガス(H2)は、一旦、水素チャンバー27を経由して、燃料電池25に燃料ガスとして供給される。
Tritium gas (HT) separated by the
水電解装置21の陽極から発生した酸素ガスは酸素タンク23を経由して燃料電池25に送られる。水素チャンバー27からの水素ガスと、酸素タンク23からの酸素ガスにより燃料電池25は発電を行い外部に電力を供給する。このとき、水素と酸素の酸化還元反応により純度の高い水が副産物として生成される。
Oxygen gas generated from the anode of the
燃料電池25は、化学エネルギーを直接電気エネルギーに変換する発電装置として機能する。水素ガスはアノードで電気化学的に酸化され水素イオンと電子に分解される。一方、酸素ガスはカソードで電解液を通ってきた水素イオンと電子により還元されて水を生成する。燃料電池25の反応は電気化学的燃焼により進むので、化学的燃焼のように反応が高温にはならず、エネルギー変換効率が高いという特徴がある。なお、燃料電池は周知のものを用いることができる。
The
トリチウムタンク26のトリチウムガスは、燃焼室28において酸素タンク23からの酸素ガスにより酸化燃焼して高純度のトリチウム水(HTO2)を作り出す。
The tritium gas in the
図2は、図1の水電解装置の変形例となる実施形態である。図2において、3つの水電解装置の電解槽33がカスケードに接続されている。トリチウム含有水保存タンク31からのトリチウム含有水が最初の水電解装置の電解槽33-1に供給され、電解槽33-1のトリチウム含有水が自然エネルギーを利用した電力(kw)により電気分解され、負極から水素と酸素の混合ガスが、正極から酸素ガスが発生する。発生した水素ガスおよび酸素ガスを燃料電池に供給すれば、燃料電池は発電することができる。
FIG. 2 shows an embodiment that is a modification of the water electrolysis device of FIG. In FIG. 2, the electrolyzers 33 of three water electrolyzers are connected in cascade. The tritium-containing water from the tritium-containing
トリチウム含有水を第1電気分解装置の第1電解槽33-1に供給して第1電解槽33-1のトリチウム含有水を電気分解し、前記第1電解槽の底部のトリチウム含有水を第2電気分解装置の第2電解槽33-2に供給して第2電解槽33-2のトリチウム含有水を電気分解し、前段の電気分解装置の電解槽の底部のトリチウム含有水を次段の電気分解装置の電解槽33-3に供給して第3電解槽33-3のトリチウム含有水を電気分解する。最終段の電気分解装置の電解槽の底部のトリチウム含有水を取り出すことにより、格段における電気分解の作用によりトリチウム含有水の減容を図ることができる。トリチウム含有水の減容事業に有利に作用する。
Tritium-containing water is supplied to the first electrolytic cell 33-1 of the first electrolyzer to electrolyze the tritium-containing water in the first electrolytic cell 33-1, and the tritium-containing water at the bottom of the first electrolytic cell is 2 The tritium-containing water in the second electrolytic cell 33-2 is electrolyzed by supplying it to the second electrolytic cell 33-2 of the
トリチウム水は水に比べて比重が大きいので電解槽の底部には高濃度のリチウム水が溜まりやすい。各電解槽の底部から次段の電解槽へと下流の電解槽に移動する都度トリチウム含有水のトリチウム濃度は上昇する。このように水電解装置の電解槽をカスケード接続することにより、トリチウム含有水のトリチウム濃度は上昇して、トリチウム含有水の減容を図ることが可能となる。 Since tritiated water has a higher specific gravity than water, highly concentrated lithium water tends to accumulate at the bottom of the electrolytic cell. The tritium concentration of the tritium-containing water increases each time it moves from the bottom of each electrolyzer to the next electrolyzer to the downstream electrolyzer. By cascade-connecting the electrolytic cells of the water electrolysis device in this manner, the tritium concentration of the tritium-containing water increases, and the volume of the tritium-containing water can be reduced.
図1に示した分離装置24の代わりに、図3に示すように、3台の分離装置41-1、41-2、41-3を直列に接続すれば、トリチウムの収量が増え、歩留まりの向上が期待できる。水素タンク20からのトリチウムを含んだガスは分離装置40に送られる。格段の分離装置41-1、2,3を経由するにつれてトリチウムの純度が向上する。
If, instead of the
以下に、トリチウム含有水からトリチウムを除去する方法および事業化について説明する。すなわち、発明者は、トリチウム含有水を無害化するとともに、取り除いたトリチウムを販売する方法およびその事業化することを考えた。 The method and commercialization of removing tritium from tritium-containing water will be described below. That is, the inventor devised a method of rendering tritium-containing water harmless and selling the removed tritium, and commercializing the method.
トリチウム含有水を有償もしくは無償にて発電所から引き取り、自然エネルギーを利用した発電所からの電力によりトリチウム含有水を水電解して、水電解により生じた水素とトリチウムの混合ガスを分離装置でトリチウムガスと水素ガスに分離して、トリチウムガスは圧縮して販売する。水電解で生じた酸素ガスと前記トリチウムガスを燃焼させてトリチウム水として販売する。水電解で生じた酸素ガスと分離装置で生じた水素ガスとを燃料電池に導き燃料電池の発生電力を販売する。 Tritium-containing water is received from a power plant for a fee or free of charge, and the tritium-containing water is electrolyzed using electricity from the power plant that uses natural energy. Gas and hydrogen gas are separated, and tritium gas is compressed and sold. Oxygen gas generated by water electrolysis and the tritium gas are burned and sold as tritiated water. Oxygen gas generated by water electrolysis and hydrogen gas generated by the separator are led to the fuel cell, and the power generated by the fuel cell is sold.
本発明の実施例のトリチウム含有水の処理装置を用いて事業化を行った場合の利益の概算を計算してみる。自然エネルギーの単価を20円/kWhとし、燃料電池での通常売電単価を24円/kWhとし、燃料電池の高出力の売電単価を100円/kWhとし、トリチウムガスの単価を100円/kWhとすると、単位当たりの利益は142円/kWhとなる。100MWの自然エネルギー発電の稼働率を20%とすると、年間の電力量は20MWx24hx365日=175200MWh/yearとなり、上記の単価を掛け合わせて142x175200x1000≒248億円/yearの利益が期待できる。トリチウム含有水を有償で引き取った場合は、利益は更に増える。 Let us calculate a rough estimate of the profit when commercialization is carried out using the tritium-containing water treatment apparatus of the embodiment of the present invention. The unit price of natural energy is 20 yen/kWh, the normal selling price of fuel cells is 24 yen/kWh, the selling price of high-output fuel cells is 100 yen/kWh, and the unit price of tritium gas is 100 yen/kWh. kWh, the profit per unit is 142 yen/kWh. Assuming that the operating rate of 100 MW natural energy power generation is 20%, the annual power consumption is 20 MW x 24 h x 365 days = 175,200 MWh/year. If the tritium-containing water is collected for a fee, the profit will be further increased.
原子力発電所からトリチウム含有水を減容することを条件にトリチウム含有水を引取り、水電解することによりトリチウム含有水を減容して、顧客に戻すもしくは廃棄する事業化は、発電所側および事業者側の両者にとりメリットのある取引となる。トリチウム含有水が減容するので顧客にとってメリットがあり、トリチウム含有水からトリチウムを分離して販売すれば業者にとってもメリットがある。 The commercialization of receiving tritium-containing water from nuclear power plants on the condition that the volume of tritium-containing water is reduced, reducing the volume of tritium-containing water by water electrolysis, and returning it to customers or disposing of it depends on the power plant side and The transaction will be beneficial for both parties. Since the volume of tritium-containing water is reduced, there is an advantage for the customer, and if tritium is separated from the tritium-containing water and sold, it is also an advantage for the trader.
電力の需給において、発生電力と消費電力はバランスしている必要がある。しかるに、自然エネルギーを利用した太陽光発電および風力発電による電力は電力系統の外乱となることがある。自然エネルギーを利用した発電は自然条件に左右されるので、電力を必要とするときに電力の供給ができず、電力を必要としないときに電力が発生することがある。本発明の実施形態のトリチウム含有水処理方法を活用することにより、電力の需給調整を図ることができる。 In the supply and demand of electric power, the generated electric power and the consumed electric power must be in balance. However, electric power generated by photovoltaic power generation and wind power generation using natural energy may disturb the electric power system. Since power generation using natural energy depends on natural conditions, power may not be supplied when power is needed, and power may be generated when power is not needed. By utilizing the tritium-containing water treatment method of the embodiment of the present invention, the supply and demand of electric power can be adjusted.
系統の電力に余剰が生じたときは、水電解装置を運転してトリチウム含有水の水電解により生じた水素ガスと酸素ガスを一時的に貯蔵する。需要電力が増えて電力不足が生じたときは、電力余剰時に蓄えた水素ガスおよび酸素ガスを用いて燃料電池を運転すれば、燃料電池の電力で需要電力の不足を補うことできる。このようにすれば、自然エネルギーを用いた発電を無駄にすることなく活用を図ることができる。 When there is a surplus of power in the system, the water electrolysis device is operated to temporarily store the hydrogen gas and oxygen gas generated by water electrolysis of the tritium-containing water. When power demand increases and a power shortage occurs, if the fuel cell is operated using the hydrogen gas and oxygen gas stored during the power surplus, the power of the fuel cell can compensate for the shortage of power demand. In this way, power generation using natural energy can be utilized without wasting it.
従来の燃料電池は、ガス拡散電極という気体と液体と固体が同時に接触する線を反応の空間にしているため、反応空間が少なく、反応速度が遅い。電力不足が生じたときに即応力に劣る。しかし、燃料電池蓄電池であれば、放電時には二次電池として電気エネルギーを取り出すことができるので、急速放電が可能となり、負荷追従性を向上させることができる。 In the conventional fuel cell, since the gas diffusion electrode, the line where the gas, the liquid and the solid are in contact at the same time, is used as the reaction space, the reaction space is small and the reaction speed is slow. Poor readiness when power shortage occurs. However, in the case of a fuel cell storage battery, electrical energy can be taken out as a secondary battery during discharge, so rapid discharge is possible and load followability can be improved.
燃料電池蓄電池は通常の燃料電池とは異なり、その電極には活物質が塗布されている。その電極自体が活物質である場合もある。負極は水素吸蔵合金を有しており、正極は水酸化マンガンを有している。セパレータには水酸化カリウム水溶液が保持されている。 Fuel cell accumulators differ from conventional fuel cells in that their electrodes are coated with an active material. The electrode itself may be the active material. The negative electrode contains a hydrogen storage alloy and the positive electrode contains manganese hydroxide. A potassium hydroxide aqueous solution is held in the separator.
燃料電池蓄電池の電極が初期充電された後、さらに電流を供給し続けると、負極からは水素ガスが発生し、正極からは酸素ガスが発生する。水素ガスは、水素貯蔵室に貯蔵され、酸素ガスは酸素貯蔵室に貯蔵される。 When the current is continued to be supplied after the electrodes of the fuel cell storage battery are initially charged, hydrogen gas is generated from the negative electrode and oxygen gas is generated from the positive electrode. Hydrogen gas is stored in the hydrogen storage compartment and oxygen gas is stored in the oxygen storage compartment.
燃料電池蓄電池の放電時には、負極と正極との間で、放電反応が起こる。これにより、外部回路に電流が流れる。このとき、負極及び正極の電気量は、放電によって減少する。負極及び正極の減少した電気量分は、水素貯蔵室および酸素貯蔵室に貯蔵された水素ガスおよび酸素ガスによる充電によって補われる。これにより、負極および正極の充電状態が維持される。 During discharge of the fuel cell storage battery, a discharge reaction occurs between the negative electrode and the positive electrode. This causes current to flow through the external circuit. At this time, the amount of electricity in the negative electrode and the positive electrode decreases due to discharge. The reduced amount of electricity in the negative electrode and positive electrode is compensated by charging with hydrogen gas and oxygen gas stored in the hydrogen storage chamber and oxygen storage chamber. Thereby, the charged state of the negative electrode and the positive electrode is maintained.
燃料電池もしくは燃料電池蓄電池に積層型の二次電池を接続して、この積層型二次電池からの電力を販売すれば、更に、即応性を増すことができる。後述する積層型二次電池であれば冷却性能が優れているので大電流での充放電が可能となる。緊急の電力不足にも対応することができ利便性が増し、電力販売に有利に働く。 If a stacked secondary battery is connected to a fuel cell or a fuel cell storage battery and electric power from this stacked secondary battery is sold, responsiveness can be further increased. A laminated secondary battery, which will be described later, has excellent cooling performance, and thus can be charged and discharged at a large current. It is possible to respond to emergency power shortages, which increases convenience and works in favor of power sales.
図4に示す積層タイプの二次電池1は、外装体5と集電棒7と外装体内部に収納される電極体3とを主な構成要素として備えている。外装体5は、有底の円筒缶2と、円筒缶の開口部2cに取付けられた円盤状の蓋部材6とから構成されている。蓋部材6は、電極体3を収納後に、円筒缶の開口部2cにおいて密に嵌合されている。密閉構造が確保されている。
The laminated type
正極3aと、負極3bと、正極3aと負極3bの間に介在するセパレータ3cとから構成される電極体3は、円筒缶2の軸方向(図4のX方向)に積層して外装体5の内部に収納されている。正極の外縁部3abは円筒缶の内面2aと接触しており、正極3aと円筒缶2は電気的に接続されている。電極体3の中央には集電棒7が貫通している。負極の穴の周縁部3baは軸部7aと接触して、負極3bと集電棒7は、電気的に接続されている。
An
負極3bの外径は円筒缶2の内径より少し大きいので、負極3bは円筒缶2に強く押し当てられ、密に接触している。負極3bで発生した熱は直接円筒缶2に伝えられる。また、正極3aで発生した熱はセパレータ3cを介して負極3bに伝えられる。セパレータ3cは熱を伝えにくいが、薄く1枚のみであるので、熱の伝導に大きな妨げとならない。以上のようにして、電極3a,3bで発生した熱は小さな熱勾配で円筒缶2に伝えらる。電池内部で発生する熱は速やかに外部に放出されるので積層タイプの二次電池内部の温度上昇を抑制することを可能にしている。
Since the outer diameter of the negative electrode 3b is slightly larger than the inner diameter of the
本発明に係るトリチウム含有水の処理事業は、産業用の事業として好適に用いることができる。 The tritium-containing water treatment business according to the present invention can be suitably used as an industrial business.
1 積層型二次電池
2 円筒缶
3 電極体
4 絶縁板
5 外装体
6 蓋部材
7 集電体
10 外装体
11 負極端子
13 電解液
14 負極
15 セパレータ
16 正極
17 絶縁部材
18 水素貯蔵室
19 酸素貯蔵室
20 トリチウム含有水処理装置
21 水電解装置
22 水素タンク
23 酸素タンク
24 分離装置
25 燃料電池
26 トリチウムタンク
27 水素チャンバー
28 燃焼室
30 外部電源
31 トリチウム含有水保存タンク
1 Laminated
Claims (13)
13. The apparatus for treating tritium-containing water according to claim 12, wherein a plurality of said water electrolysis apparatuses are cascade-connected, and said separation apparatus according to claim 12 is configured in multiple stages.
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