JP3098977B2 - レドックスフロー電池およびその運転方法 - Google Patents
レドックスフロー電池およびその運転方法Info
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- cell
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- 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
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- Fuel Cell (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、一般にレドック
スフロー電池に関するものであり、より特定的には、停
電などの非常時においても、運転できるように改良され
たレドックスフロー電池に関する。この発明は、また、
そのようなレドックスフロー電池の運転方法に関する。
スフロー電池に関するものであり、より特定的には、停
電などの非常時においても、運転できるように改良され
たレドックスフロー電池に関する。この発明は、また、
そのようなレドックスフロー電池の運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１は、従来のレドックスフロー電池の
概略図である。レドックスフロー電池は、隔膜により分
離された正極と負極とを含む、電池セル１を備える。正
極タンクは、電池セル１の正極へ循環供給する正極液を
蓄える。負極タンク３は、電池セル１の負極へ循環供給
する負極液を蓄える。このレドックスフロー電池は、電
池セル１の正極に正極タンク２からの正極液をポンプＰ
で循環供給させ、電池セル１の負極に負極タンク３から
負極液をポンプＰで循環供給させ、それぞれの電極上
で、酸化還元反応を行わせることにより、充放電を行な
う。正極液にＶ5+／Ｖ4+の硫酸溶液を用い、負極液とし
てＶ2+／Ｖ3+の硫酸溶液を用いた場合の、両極における
電池反応は、次の式のようになる。
概略図である。レドックスフロー電池は、隔膜により分
離された正極と負極とを含む、電池セル１を備える。正
極タンクは、電池セル１の正極へ循環供給する正極液を
蓄える。負極タンク３は、電池セル１の負極へ循環供給
する負極液を蓄える。このレドックスフロー電池は、電
池セル１の正極に正極タンク２からの正極液をポンプＰ
で循環供給させ、電池セル１の負極に負極タンク３から
負極液をポンプＰで循環供給させ、それぞれの電極上
で、酸化還元反応を行わせることにより、充放電を行な
う。正極液にＶ5+／Ｖ4+の硫酸溶液を用い、負極液とし
てＶ2+／Ｖ3+の硫酸溶液を用いた場合の、両極における
電池反応は、次の式のようになる。
【０００３】
【化１】
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のレドックスフロ
ー電池は、ポンプＰで電解液を流動させることで、充放
電を行なうのが特徴である。しかし、停電時の非常時に
は、電池セル１内の電圧がないとポンプＰを起動するこ
とができず、タンク２，３内に貯蔵された電気を放出さ
せることができなくなるという問題点があった。
ー電池は、ポンプＰで電解液を流動させることで、充放
電を行なうのが特徴である。しかし、停電時の非常時に
は、電池セル１内の電圧がないとポンプＰを起動するこ
とができず、タンク２，３内に貯蔵された電気を放出さ
せることができなくなるという問題点があった。
【０００５】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、停電などの非常時において
も、ポンプを起動させることができるように改良され
た、レドックスフロー電池の運転方法を提供することに
ある。
るためになされたもので、停電などの非常時において
も、ポンプを起動させることができるように改良され
た、レドックスフロー電池の運転方法を提供することに
ある。
【０００６】この発明の他の目的は、待機中の自己放電
を減らし、かつ放電時のロスを減らすことができるよう
に改良されたレドックスフロー電池を提供することを目
的とする。
を減らし、かつ放電時のロスを減らすことができるよう
に改良されたレドックスフロー電池を提供することを目
的とする。
【０００７】この発明のさらに他の目的は、停電時にも
ポンプを起動させることができるように改良された、レ
ドックスフロー電池を提供することを目的とする。
ポンプを起動させることができるように改良された、レ
ドックスフロー電池を提供することを目的とする。
【０００８】この発明のさらに他の目的は、経済的なレ
ドックスフロー電池を提供することを目的とする。
ドックスフロー電池を提供することを目的とする。
【０００９】この発明のさらに他の目的は、ポンプコス
トの低減、高効率化を期待できるように改良されたレド
ックスフロー電池を提供することにある。
トの低減、高効率化を期待できるように改良されたレド
ックスフロー電池を提供することにある。
【００１０】この発明のさらに他の目的は、付帯設備が
少なく、かつ常時は、放電ロスの少ない、高効率なレド
ックスフロー電池を提供することにある。
少なく、かつ常時は、放電ロスの少ない、高効率なレド
ックスフロー電池を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明の第１の局面に
従うレドックスフロー電池の運転方法は、電解液貯蔵タ
ンク内に蓄えられた電解液を、電池セルへ、ポンプで循
環供給しつつ、充放電を行なうレドックスフロー電池に
おいて、上記充放電を行なわない停止時において、上記
ポンプを間欠的に運転し、上記電池セルへ電解液を循環
供給することを特徴とする。
従うレドックスフロー電池の運転方法は、電解液貯蔵タ
ンク内に蓄えられた電解液を、電池セルへ、ポンプで循
環供給しつつ、充放電を行なうレドックスフロー電池に
おいて、上記充放電を行なわない停止時において、上記
ポンプを間欠的に運転し、上記電池セルへ電解液を循環
供給することを特徴とする。
【００１２】この発明の第２の局面に従う電池は、電解
液貯蔵タンク内に蓄えられた電解液を、電池セルへ循環
供給しつつ、充放電を行なうレドックスフロー電池に係
る。上記電池セルとして、自己放電の少ない第１の隔膜
を組み込んだ第１の電池セルと、上記第１の隔膜に比べ
て自己放電が多いが、電池効率のよい第２の隔膜を組み
込んだ第２の電池セルと、の少なくとも２種類備える。
充電時に上記第１の電池セルを用いて充電し、放電時に
は上記第２の電池セルを用いて放電できるようにしたこ
とを特徴とする。
液貯蔵タンク内に蓄えられた電解液を、電池セルへ循環
供給しつつ、充放電を行なうレドックスフロー電池に係
る。上記電池セルとして、自己放電の少ない第１の隔膜
を組み込んだ第１の電池セルと、上記第１の隔膜に比べ
て自己放電が多いが、電池効率のよい第２の隔膜を組み
込んだ第２の電池セルと、の少なくとも２種類備える。
充電時に上記第１の電池セルを用いて充電し、放電時に
は上記第２の電池セルを用いて放電できるようにしたこ
とを特徴とする。
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を説
明する。
明する。
【００１８】実施の形態１ 実施の形態１に係るレドックスフロー電池の運転方法に
おいては、図１に示す従来電池を用いて、停止時に、ポ
ンプＰを間欠的に運転する。停止時にポンプＰを止めて
おくと、電池セル１内での自己放電が起こり、非常時に
は、起電力が少ない場合がある。それを解消するため
に、実施の形態１では、定期的にポンプＰを間欠運転す
ることで、電池セル１へ電解液を循環供給し、常時、電
池セル１が起電力を発生させるようにする。
おいては、図１に示す従来電池を用いて、停止時に、ポ
ンプＰを間欠的に運転する。停止時にポンプＰを止めて
おくと、電池セル１内での自己放電が起こり、非常時に
は、起電力が少ない場合がある。それを解消するため
に、実施の形態１では、定期的にポンプＰを間欠運転す
ることで、電池セル１へ電解液を循環供給し、常時、電
池セル１が起電力を発生させるようにする。
【００１９】実施の形態２ 実施の形態２に係るレドックスフロー電池は、図１に示
す従来電池を改良したものである。電池セル１として、
自己放電の少ない第１の隔膜を組み込んだ第１の電池セ
ルと、第１の隔膜に比べて自己放電が多いが、電池効率
のよい第２の隔膜を組み込んだ第２の電池セルと、の少
なくとも２種類備える。自己放電の少ない電池セルと
は、２４時間放置（充放電を行なわず、ポンプＰも停止
した状態）時に、電池の起電力の半分以上の電圧を有す
る電池セルと定義する。たとえば、１セルの場合の起電
力は、約１．４Ｖであるから、１日放置しても、０．７
Ｖ以上の電圧を発生させるセルを言う。
す従来電池を改良したものである。電池セル１として、
自己放電の少ない第１の隔膜を組み込んだ第１の電池セ
ルと、第１の隔膜に比べて自己放電が多いが、電池効率
のよい第２の隔膜を組み込んだ第２の電池セルと、の少
なくとも２種類備える。自己放電の少ない電池セルと
は、２４時間放置（充放電を行なわず、ポンプＰも停止
した状態）時に、電池の起電力の半分以上の電圧を有す
る電池セルと定義する。たとえば、１セルの場合の起電
力は、約１．４Ｖであるから、１日放置しても、０．７
Ｖ以上の電圧を発生させるセルを言う。
【００２０】電池効率のよい電池セルとは、電池効率
（電池の入力電力と電池の出力電力との比）が７０％以
上（特に８０％以上が望ましい）であるセルと定義され
る。
（電池の入力電力と電池の出力電力との比）が７０％以
上（特に８０％以上が望ましい）であるセルと定義され
る。
【００２１】上述のような電池セルを２種類備えると、
充電時に自己放電の少ないセルを用いてゆっくり充電す
ることで、待機中の自己放電を減らし、かつゆっくり充
電することで待機時間を減らすことで、待機時の自己放
電の抑制ができる。また、上記充電用セルを用いる放電
では、大容量の出力では電池効率が悪くなるため、放電
用に、電池効率のよい高効率のセルである第２の電池セ
ルで、放電を行なう。これによって、放電時のロスを減
らすことができる。
充電時に自己放電の少ないセルを用いてゆっくり充電す
ることで、待機中の自己放電を減らし、かつゆっくり充
電することで待機時間を減らすことで、待機時の自己放
電の抑制ができる。また、上記充電用セルを用いる放電
では、大容量の出力では電池効率が悪くなるため、放電
用に、電池効率のよい高効率のセルである第２の電池セ
ルで、放電を行なう。これによって、放電時のロスを減
らすことができる。
【００２２】実施の形態３ 実施の形態３に係る電池もまた、図１に示す従来電池の
改良に係る。ポンプＰを起動させるための無停電電源を
さらに備える。無停電電源を備えることにより、電池セ
ル１内に電圧がなくなった場合でも、ポンプＰを起動さ
せることができる。また、ポンプの起動に無停電電源を
使うことで、実施の形態１において説明したような、間
欠運転が必要ではなくなるため、長期間使用しない場合
には、電池セル１での自己放電がほとんどなくなる。ロ
スを少なくできる。
改良に係る。ポンプＰを起動させるための無停電電源を
さらに備える。無停電電源を備えることにより、電池セ
ル１内に電圧がなくなった場合でも、ポンプＰを起動さ
せることができる。また、ポンプの起動に無停電電源を
使うことで、実施の形態１において説明したような、間
欠運転が必要ではなくなるため、長期間使用しない場合
には、電池セル１での自己放電がほとんどなくなる。ロ
スを少なくできる。
【００２３】実施の形態４ 実施の形態４も、図１に示す従来電池の改良に係る。ポ
ンプＰの動力として発電機を用いる。ポンプの起動に発
電機を利用することで、レドックスフロー電池の動作時
以外では、放電によるロスがなくなるため、非常に経済
的なシステムとなる。
ンプＰの動力として発電機を用いる。ポンプの起動に発
電機を利用することで、レドックスフロー電池の動作時
以外では、放電によるロスがなくなるため、非常に経済
的なシステムとなる。
【００２４】実施の形態５ 実施の形態５では、上記発電機のモータ部とポンプのモ
ータ部を共通にする。このように構成することにより、
発電時のロスをなくし、効率よくポンプＰを起動させる
ことが可能となる。
ータ部を共通にする。このように構成することにより、
発電時のロスをなくし、効率よくポンプＰを起動させる
ことが可能となる。
【００２５】実施の形態６ 実施の形態６も、図１に示す従来電池の改良に係る。ポ
ンプＰを起動させるための他電池をさらに備える。レド
ックスフロー電池のポンプの起動を他電池で行なうこと
で、付帯設備が少なく、かつ常時は放電ロスが少ないた
め、高効率の電池となる。また、この他電池に、常時
は、レドックスフロー電池から充電することができるよ
うにすることで、交直交換装置等の付帯設備が必要とな
らない。
ンプＰを起動させるための他電池をさらに備える。レド
ックスフロー電池のポンプの起動を他電池で行なうこと
で、付帯設備が少なく、かつ常時は放電ロスが少ないた
め、高効率の電池となる。また、この他電池に、常時
は、レドックスフロー電池から充電することができるよ
うにすることで、交直交換装置等の付帯設備が必要とな
らない。
【００２６】
【実施例】実施例１ 電極面積５０００ｃｍ2 のレドックスフロー電池（６０
セル直列構造）を用いて、実験した。レドックスフロー
電池の停止時に、ポンプを間欠運転した。電池電圧（開
放）で８０Ｖであったのが、２時間程度放置しておく
と、７０Ｖ程度に低下した。ここで、ポンプを起動さ
せ、３分程度循環したところ、８０Ｖになった。これを
３回繰返した。このようにすることによって、常時電池
セルへ起電力を発生させることができた。
セル直列構造）を用いて、実験した。レドックスフロー
電池の停止時に、ポンプを間欠運転した。電池電圧（開
放）で８０Ｖであったのが、２時間程度放置しておく
と、７０Ｖ程度に低下した。ここで、ポンプを起動さ
せ、３分程度循環したところ、８０Ｖになった。これを
３回繰返した。このようにすることによって、常時電池
セルへ起電力を発生させることができた。
【００２７】実施例２ 電極面積９ｃｍ2 のレドックスフロー電池を用いて試験
を行なった。放電の少ない隔膜を組み込んだセルと、
通常の高効率なセル（セル内での隔膜を通じての自己
放電は大きくなる）を作製し、のセルでゆっくり充電
を行なった。次に、のセルに切換えて、のセルで放
電を行なったところ、電池効率８４％であった。
を行なった。放電の少ない隔膜を組み込んだセルと、
通常の高効率なセル（セル内での隔膜を通じての自己
放電は大きくなる）を作製し、のセルでゆっくり充電
を行なった。次に、のセルに切換えて、のセルで放
電を行なったところ、電池効率８４％であった。
【００２８】充放電時間は、通常であると３０分である
が、ゆっくり充電したため、１時間の充電時間となり、
３０分の待機時間を減らすことができることを確認し
た。
が、ゆっくり充電したため、１時間の充電時間となり、
３０分の待機時間を減らすことができることを確認し
た。
【図１】レドックスフロー電池の概略図である。
１ 電池セル ２ 正極タンク ３ 負極タンク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 徳田 信幸 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−30679（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−46535（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−283169（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−270266（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−264178（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 8/00 - 8/24
Claims (2)
- 【請求項１】 電解液貯蔵タンク内に蓄えられた電解液
を、電池セルへポンプで循環供給しつつ充放電を行なう
レドックスフロー電池において、 前記充放電を行なわない停止時において、前記ポンプを
間欠的に運転し、前記電池セルへ電解液を循環供給する
ことを特徴とする、レドックスフロー電池の運転方法。 - 【請求項２】 電解液貯蔵タンク内に蓄えられた電解液
を、電池セルへ循環供給しつつ、充放電を行なうレドッ
クスフロー電池において、 前記電池セルとして、自己放電の少ない第１の隔膜を組
み込んだ第１の電池セルと、前記第１の隔膜に比べて自
己放電が多いが、電池効率のよい第２の隔膜を組み込ん
だ第２の電池セルと、の少なくとも２種類備え、 充電時に前記第１の電池セルを用いて充電し、放電時に
前記第２の電池セルを用いて放電できるようにしたこと
を特徴とする、レドックスフロー電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09183417A JP3098977B2 (ja) | 1997-07-09 | 1997-07-09 | レドックスフロー電池およびその運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09183417A JP3098977B2 (ja) | 1997-07-09 | 1997-07-09 | レドックスフロー電池およびその運転方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1131522A JPH1131522A (ja) | 1999-02-02 |
| JP3098977B2 true JP3098977B2 (ja) | 2000-10-16 |
Family
ID=16135422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09183417A Expired - Fee Related JP3098977B2 (ja) | 1997-07-09 | 1997-07-09 | レドックスフロー電池およびその運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3098977B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102244286A (zh) * | 2011-06-07 | 2011-11-16 | 中国东方电气集团有限公司 | 液流电池系统及其修复装置 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4596712B2 (ja) * | 2001-09-11 | 2010-12-15 | 関西電力株式会社 | 電力貯蔵システム |
| WO2014162326A1 (ja) | 2013-03-30 | 2014-10-09 | Ｌｅシステム株式会社 | レドックスフロー電池及びその運転方法 |
| US20150147611A1 (en) * | 2013-11-27 | 2015-05-28 | Wattjoule Corporation | Flow battery power module backplane |
| JP6191893B1 (ja) * | 2016-04-26 | 2017-09-06 | 行政院原子能委員会核能研究所 | フロー電池の岐路電流抑制装置及びその方法 |
| AU2018256895B2 (en) | 2017-04-28 | 2023-12-07 | Ess Tech, Inc. | Methods and system for a battery |
| JP2020177725A (ja) * | 2017-08-02 | 2020-10-29 | 住友電気工業株式会社 | レドックスフロー電池システム、およびレドックスフロー電池システムの運転方法 |
-
1997
- 1997-07-09 JP JP09183417A patent/JP3098977B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102244286A (zh) * | 2011-06-07 | 2011-11-16 | 中国东方电气集团有限公司 | 液流电池系统及其修复装置 |
| CN102244286B (zh) * | 2011-06-07 | 2014-10-15 | 中国东方电气集团有限公司 | 液流电池系统及其修复装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1131522A (ja) | 1999-02-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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