JP5344383B1 - リバーシブル燃料電池およびリバーシブル燃料電池システム - Google Patents
リバーシブル燃料電池およびリバーシブル燃料電池システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP5344383B1 JP5344383B1 JP2013509370A JP2013509370A JP5344383B1 JP 5344383 B1 JP5344383 B1 JP 5344383B1 JP 2013509370 A JP2013509370 A JP 2013509370A JP 2013509370 A JP2013509370 A JP 2013509370A JP 5344383 B1 JP5344383 B1 JP 5344383B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- positive electrode
- fuel cell
- negative electrode
- oxygen
- storage chamber
- 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.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/34—Gastight accumulators
- H01M10/345—Gastight metal hydride accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M12/00—Hybrid cells; Manufacture thereof
- H01M12/08—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of a fuel-cell type and a half-cell of the secondary-cell type
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/90—Selection of catalytic material
- H01M4/9016—Oxides, hydroxides or oxygenated metallic salts
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/18—Regenerative fuel cells, e.g. redox flow batteries or secondary fuel cells
- H01M8/184—Regeneration by electrochemical means
- H01M8/186—Regeneration by electrochemical means by electrolytic decomposition of the electrolytic solution or the formed water product
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M16/00—Structural combinations of different types of electrochemical generators
- H01M16/003—Structural combinations of different types of electrochemical generators of fuel cells with other electrochemical devices, e.g. capacitors, electrolysers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M2004/8678—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells characterised by the polarity
- H01M2004/8689—Positive electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
- H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
- H01M4/242—Hydrogen storage electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04201—Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
- H01M8/04208—Cartridges, cryogenic media or cryogenic reservoirs
-
- 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
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
-
- 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
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells
Abstract
この電池は、過充電時に供給される電気エネルギーを、ガスに変換して貯蔵すること、および、利用のために電気エネルギーに再変換することが可能である。したがって、エネルギー利用効率、エネルギー密度および負荷追従性に優れる、リバーシブル燃料電池および電池システムが提供される。
Description
MH → M + H++ e- (1)
M + 1/2H2 →MH (2)
MnO2 + H++ e- → MnOOH (3)
MnOOH + O2 →MnO2 + H2O (4)
ただし、式(1)および(2)において、Mは水素吸蔵材料を示す。
上記の反応式(3)および(4)示される通り、正極活物質は、二酸化マンガンとオキシ水酸化マンガンとの間で充放電を繰り返す。
図15は、オキシ水酸化マンガンを正極とし、銀(Ag)を参照極とし、アルカリ系電解液を用いて半電池を構成して、酸素ガスの加圧投入による充電および放電を行ったときの正極の電位変化を、時間に対してプロットしたものである。図15の縦軸は正極の電位(V vs.Ag/AgCl)を、横軸は経過時間(分)を示す。二酸化マンガンを正極とし、銀を参照極とする半電池において、放電により、正極がオキシ水酸化マンガンとなるときのカットオフ電位が−0.5Vである。図15の充電前(時刻ゼロ)において、正極電位が−0.5Vであることから、正極がオキシ水酸化マンガンであることが分かる。
電解液の圧力が0.2MPa以下であれば、電解液に溶解している酸素で正極を十分に充電することができない。また、電解液の圧力が278MPa以上になると電気分解で酸素と水素に分離しにくくなる。電解液の圧力は0.95MPa〜100MPaであることが好ましい。1MPa以下であれば、燃料電池は高圧容器でないので取り扱いが容易となる。100MPa以上になると、燃料電池本体を超高圧容器としなければならない。電解液に溶解している酸素の量は、0.08〜8.6g/Lであることが好ましい。
この構成によれば、正極と負極とが、それぞれ活物質を有している。このため、本燃料電池は、蓄電池としての機能を有する。すなわち、ガスの供給を受けることなく発電することが可能であり、また、電流を用いて充電することも可能である。更に、本燃料電池は、満充電状態にある本燃料電池に更に電流を供給すると、電解液が水分解される。これにより、各電極から、酸素および水素が発生する。
外装体が円筒形状であれば、正極の外径は胴部の内径より大きいため正極は外装体に当接する。また、集電体が貫通する正極の穴の大きさは集電体の外径より大きいので、正極と集電体は接触しない。同様に負極の穴の大きさは集電体の外径より小さく、負極と集電体は接触する。
本発明で用いられる電解液は、酸素が電解液中に0.02〜24g/Lの範囲内で溶存した酸素溶存電解液であることが好ましい。電解液中に溶存する酸素濃度が0.01g/L未満である場合、酸素濃度が低いため、正極活物質を酸化するのに時間がかかる。一方、酸素濃度が24g/Lを超える場合、電解液の腐食性が強まるため、負極の寿命が低下する。なお、電解液は、酸素が電解液中に0.08〜8.6g/Lの範囲内で溶存した酸素溶存電解液であることがより好ましい。電解液の液圧を上昇させることにより、溶存酸素濃度を調整してもよい。その場合、電解液の液圧は、0.2MPa〜278MPaであることが好ましい。また、電解液の圧力は0.95MPa〜100MPaであることがより好ましい。高圧或いは超高圧の電解液を用いることで、溶存酸素濃度を上昇させることが可能であるだけでなく、過充電時に発生する酸素を電解液中に溶存させることができる。加えて、電池の動作電圧を上げることが可能となる。
図1は、燃料電池の基本構成を有する、第1実施形態に係るリバーシブル燃料電池C1(以下、単に電池C1と称す)の構造を模式的に示す断面図である。この電池C1は、水素及び酸素の化学エネルギーを電気エネルギーに変換して利用する。さらに、電池C1は、電気エネルギーを化学エネルギーに変換して貯蔵することが可能である。電池C1は、主な要素として、負極4、正極6、電解液3、負極ケース1および正極ケース2を備えている。負極4および正極6は、セパレータ5を介して、互いに対向している。負極ケース1は、水素貯蔵室8を有している。正極ケース2は、酸素貯蔵室7を有している。
of Charge)は、ほぼ100%に維持される。また、正極6は、酸素貯蔵室7に面しており、常に酸素に接触している。このため、二酸化マンガンの放電反応は、二酸化マンガンが水酸化マンガンとなるまで進行することはなく、不可逆成分である四三酸化マンガン(Mn3O4)は生成されない。したがって、正極6は、劣化を抑制されるので、その寿命特性が大幅に改善される。
次に、本燃料電池の第2実施形態に係る電池C2について説明する。電池C2は、耐圧性能に優れ、取り扱いの容易な電池構造を有する。図2AおよびBは、電池C2の構造を示す断面図である。なお、図2Bは図2AにおけるD−D断面図である。この電池C2は、図1およびBで説明した第1実施形態の電池C1と同様の基本構成を有する。ただし、電池C2は、図2Aに示すように、管状の外装体10を有している。これにより、電池C2は、優れた耐圧性能および取扱性能を有する。そして、電池C2は、エネルギー密度が増大するとともに、その取り扱いが容易である。なお、本実施形態に係る電池C2の電池としての基本要素である、負極、正極、セパレータおよび電解液は、以下で特に説明する点を除いて、上記の第1実施形態にかかる電池C1と同様の物質および構造を有していてもよい。
次に、本燃料電池の第2実施形態の変形例に係る電池C3について説明する。図3は、電池C3の接続構造を示す部分破断図である。電池C3は、第2実施形態に係る電池C2の外部構造の一部を変更したものである。以下に、その変更点を中心に説明する。この電池C3は、軸方向(外装体10の軸方向)の一端に、負極14に電気的に接続された負極端子11を有している。また、電池C3は、軸方向の他端に、正極16に電気的に接続された外装体10である正極端子を有している。そして、図3に示すように負極端子11の中央に、突起部11dが設けられている。また、外装体10の底部10bの中央に、底部凹部10dが設けられている。当該突起部11dと底部凹部10dとは、嵌合可能な形状となっている。これにより、2つの電池C3を、直列に接続することができる。
次に、第2実施形態の燃料電池を用いた電池システムについて説明する。図5は、本発明の燃料電池C4を用いたプロセスの構成図である。電池C4は、電池C3の一部を変更した電池であって、電池C4の底部に酸素貯蔵室19に連通する酸素流通口32と、凸部11dに水素貯蔵室18に連通する水素流通口28を有している。酸素流通口32は、配管33を介して冷却器34に接続されている。冷却器34は、電池C4の作動により高温度となった電解液を冷却する。冷却器34を出た電解液は電解液貯蔵源36に流れる。電解液貯蔵源36の電解液は撹拌機37で撹拌されて、発生した酸素ガスは電解液貯蔵源36の上部から酸素源38に供給され、酸素源38に貯蔵される。一方、水素流通口28は配管29を介して冷却器30に接続されている。冷却器30は水素ガスを冷却する。冷却器30を出た水素ガスは、水素源31に貯蔵される。
酸素貯蔵室19には、電解液貯蔵源36の高濃度に酸素が溶存した電解液が、ポンプ35を介して供給可能となっている。また、水素貯蔵室18には、水素源31から高圧の水素ガスが供給可能となっている。
図6AおよびBは、本燃料電池の第3実施形態に係るリバーシブル燃料電池C10(以下、単に電池C10と称す)の構造を示す断面図である。図6Aは、長手方向の部分破断図である。図6Bは、図6AにおけるA−A断面図である。電池C10は、外殻100により覆われた構造を有している。外殻100の内部に、チューブ状に形成された複数の正極110が、外殻100の軸方向(図6AのX方向)に沿って収納されている。そして、正極110の周囲には、セパレータ130を介して、負極120が充填配置されている。なお、本実施形態に係る電池C10の基本要素である、負極、正極、セパレータおよび電解液は、以下で特に説明する場合を除いて、前述の第1実施形態にかかる電池C1と同様の物質/組成および構造であってもよい。
図9は、本燃料電池の第4実施形態に係るリバーシブル燃料電池(以下、単に電池C30と称す)の軸方向の概略断面図である。なお、本実施形態に係る電池C30の基本要素である、負極、正極、セパレータおよび電解液は、以下で特に説明する点を除いて、上記の第1実施形態にかかる電池C1と同様の物質/組成および構造を有していてもよい。図9に示すように、電池C30は、外装体300と、集電体310と、外装体内部に収納される電極とを、主な構成要素として備えている。外装体300は、円管301と、円盤状の蓋部材302とを含んでいる。蓋部材302は、円管301の両端の開口部に設けられている。円管301および蓋部材302の材料は、鉄にニッケルメッキを施したものである。
負極330は、円盤形状を有している。負極330は、内周径方向内側に開口する断面コの字状の形状を有する。負極330の中央に設けられた穴を、集電体310が貫通している。貫通穴の径は、集電体310の外径より少し小さい。このため、負極330の内径部分と集電体310の外径部分とが、互いに当接している。負極330と集電体310とで囲まれた空間は、水素貯蔵室380を形成している。正極320と負極330との間には、セパレータ340が介在している。負極330の半径方向の外周面は、PPパッキング352で覆われている。PPパッキング351の外径は、円管301の内径より小さい。このため、PPパッキング351と円管301との間には、空間(隙間)331が形成されている(図10B参照)。更に、負極330のセパレータ340および水素貯蔵室380に面していない部分は、PPパッキング353で覆われている。
化学反応を利用して電力を取り出す場合、使用される化学物質から得られるエネルギーをΔH、取り出せる電気量をΔG、および、発生する熱をTΔSとすると、ΔH=ΔG+TΔSの関係が成り立つ。
2 正極ケース
3 電解液
4 負極
5 セパレータ
6 正極
7 酸素貯蔵室
8 水素貯蔵室
9 壁部材
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
25 集電板
26 冷媒通路
27 送風ファン
28 水素流通口28
29 配管29
30 冷却器30
31 水素源31
32 酸素流通口32
33 配管33
34 冷却器34
35 ポンプ
36 電解液貯蔵源
37 撹拌機
38 酸素源
100 外殻
101 胴部
102 膨出部
103 パッキング
110 正極
120 負極
121 水素ガス貯蔵源
130 セパレータ
134 集電体
135 仕切板
136aおよびb 酸素貯蔵室
137 電解液
138 水素貯蔵室
211、212 フランジ
220、221、222 配管
230 塩濃度調整装置
233 逆浸透膜
250 酸素濃度調整装置
251 酸素貯蔵源
260 冷却器
270 ポンプ
300 外装体
301 円管
302 蓋部材
310 集電体
311 ナット
320 正極
321 切欠
330 負極
331 隙間
340 セパレータ
351、352、353 PPパッキング
365 電解液入口
361 電解液供給源
363 電解液調整室
364 排出通路
366 電解液出口
371 水素ガス貯蔵源
372 水素ガス貯蔵通路
373 水素ガス供給口
380 水素貯蔵室
Claims (19)
- 二酸化マンガンを含む正極と、
水素吸蔵材料を含む負極と、
前記正極と前記負極との間に介在するセパレータと、
アルカリ水溶液を含む電解液を有し、
前記電解液が電気分解することにより、前記負極で発生する水素を貯蔵する水素貯蔵室と、
前記電解液が電気分解することにより、前記正極で発生する酸素を貯蔵する酸素貯蔵室とを、有していて、
前記酸素貯蔵室の容積の95〜100%が前記電解液で満たされている、
リバーシブル燃料電池。 - 前記電解液に溶解している酸素の量は、0.02〜24g/Lである請求項1に記載のリバーシブル燃料電池。
- 前記電解液の圧力は、0.2MPa〜278MPaである請求項1に記載のリバーシブル燃料電池。
- 前記正極および前記負極は、発電用の電極であり、かつ、外部から供給された電流により前記電解液を電気分解する電極である請求項1に記載のリバーシブル燃料電池。
- 前記酸素貯蔵室と前記水素貯蔵室とが、可動部材もしくは可撓部材で区分されている、
請求項1に記載のリバーシブル燃料電池。 - 筒状の外装体の内側に、径方向の空間を介して配置された筒状の前記負極と、前記セパレータを介して前記負極の内側に配置された筒状の前記正極とを備え、前記水素貯蔵室が前記径方向の空間に形成されおり、前記酸素貯蔵室が前記正極の内方に形成されている、
もしくは、
筒状の外装体の内側に、径方向の空間を介して配置された筒状の前記正極と、前記セパレータを介して前記正極の内側に配置された筒状の前記負極とを備え、前記酸素貯蔵室が前記径方向の空間に形成されおり、前記水素貯蔵室が前記負極の内方に形成されている、
請求項1に記載のリバーシブル燃料電池。 - 前記外装体の軸方向の一端に設けられた、前記負極に電気的に接続された負極端子と、
前記外装体の軸方向の他端に設けられた、前記正極に電気的に接続された正極端子と、
前記正極端子あるいは前記負極端子のいずれか一方に設けられた突起部と、
前記正極端子あるいは前記負極端子いずれか他方に設けられた穴部と、をさらに有し、
2つのリバーシブル燃料電池が直列に接続されるように、前記突起部と穴部とが嵌合可能である、請求項6に記載のリバーシブル燃料電池。 - 直列に接続された複数の電池ユニットを有しており、
この電池ユニットが、
複数の請求項7に記載のリバーシブル燃料電池と、
前記複数の前記リバーシブル燃料電池を挟むように、対向して設けられた一対の集電板とを有し、
前記一方の集電板に前記正極端子が接続されること、および、前記他方の集電板に前記負極端子が接続されることにより、前記複数のリバーシブル燃料電池が前記集電板を介して互いに並列に接続されている、
リバーシブル燃料電池モジュール。 - 筒状の胴部と、前記胴部の両端開口部に配され前記開口部の外方に膨出し前記開口部を覆う膨出部と、を有する外殻と、
前記外殻の内部の前記膨出部の内方空間に設けられた前記酸素貯蔵室と、
前記外殻の内部に軸方向に沿って収納されていて、その両端が前記酸素貯蔵室に開口されている、チューブ状の集電体と、をさらに備え、
前記正極が、前記集電体の外周に配置されており、
前記セパレータが、前記正極の周囲を覆っており、
前記水素貯蔵室が、前記セパレータと前記外殻との間に形成されており、
前記負極が、前記水素貯蔵室に充填されており、
前記電解液が、前記酸素貯蔵室の内部に蓄えられ、前記集電体を通って前記酸素貯蔵室間を往来可能である、
請求項1に記載のリバーシブル燃料電池。 - 筒状の胴部を有する外装体と、
前記正極、負極およびセパレータを貫通している棒状の集電体と、をさらに備え、
前記正極、負極およびセパレータが、前記胴部の軸方向に積層されているとともに、前記外装体の内部に収納されており、
前記正極が、外周の一部を切り取ることにより形成される切欠部を有していて、かつ、前記正極の外周が、前記切欠部を除き前記胴部の内面に当接していて、
前記正極は前記集電体に接触しておらず、
前記負極が、内周方向に開口するコの字状の断面を有しており、前記負極と前記集電体とが当接していて、
前記負極と前記集電体とで囲まれた空間が、前記水素貯蔵室を形成していて、
前記負極の外形寸法が前記胴部の内側寸法より小さく、前記負極と前記胴部との間に、前記切欠部と連通する電解液溜が設けられており、
前記酸素貯蔵室が、前記切欠部および前記電解液溜を含んでいる、請求項1に記載のリバーシブル燃料電池。 - 請求項6、9または10に記載のリバーシブル燃料電池と、この燃料電池に接続された酸素貯蔵源および水素貯蔵源とを有し、
前記酸素貯蔵源は、電解液に溶存した酸素を、前記リバーシブル燃料電池に供給可能であるとともに、前記リバーシブル燃料電池で発生した酸素を、電解液に溶存した状態で貯蔵可能であり、かつ、
前記水素ガス貯蔵源は、水素ガスを前記リバーシブル燃料電池に供給可能であるとともに、前記リバーシブル燃料電池で発生した水素ガスを貯蔵可能である、リバーシブル燃料電池システム。 - 請求項6、9または10に記載されたリバーシブル燃料電池と、
前記リバーシブル燃料電池に接続されており、電解液に含まれる水分を除去する塩濃度調整装置と、
前記リバーシブル燃料電池に接続されており、前記電解液に酸素を供給することによって、溶存酸素濃度を調製する酸素濃度調整装置と、
を有する、リバーシブル燃料電池システム。 - 前記二酸化マンガンが正極における充電反応の触媒として機能し、前記水素吸蔵材料が負極における充電反応の触媒として機能する、請求項1に記載のリバーシブル燃料電池。
- 前記正極が、二酸化マンガンに加え、更に高次の酸化マンガンを含む、請求項1に記載のリバーシブル燃料電池。
- 前記正極中に含まれる四三酸化マンガン(Mn3O4)の含有量が、正極重量に基づいて、5重量%以下である、請求項1に記載のリバーシブル燃料電池。
- 前記正極に含まれる二酸化マンガンが、カーボンコーティングされている請求項1に記載のリバーシブル燃料電池。
- 前記水素吸蔵材料が、水素吸蔵合金、又は、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co及びNiからなる群より選ばれる少なくとも1種の金属を含む、請求項1に記載のリバーシブル燃料電池。
- 前記負極が、その前記セパレータに接する面に配された、親水性を有する材料と、前記水素貯蔵室に接する面に配された、疎水性を有する材料と、を含む、請求項1に記載のリバーシブル燃料電池。
- 前記酸素貯蔵室の内面がニッケルもしくはクロムで覆われている請求項1に記載のリバーシブル燃料電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013509370A JP5344383B1 (ja) | 2012-03-30 | 2012-12-18 | リバーシブル燃料電池およびリバーシブル燃料電池システム |
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012083294 | 2012-03-30 | ||
JP2012083294 | 2012-03-30 | ||
PCT/JP2012/082849 WO2013145468A1 (ja) | 2012-03-30 | 2012-12-18 | リバーシブル燃料電池およびリバーシブル燃料電池システム |
JP2013509370A JP5344383B1 (ja) | 2012-03-30 | 2012-12-18 | リバーシブル燃料電池およびリバーシブル燃料電池システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP5344383B1 true JP5344383B1 (ja) | 2013-11-20 |
JPWO2013145468A1 JPWO2013145468A1 (ja) | 2015-12-10 |
Family
ID=49258801
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013509370A Active JP5344383B1 (ja) | 2012-03-30 | 2012-12-18 | リバーシブル燃料電池およびリバーシブル燃料電池システム |
Country Status (13)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9590262B2 (ja) |
EP (2) | EP3399585A1 (ja) |
JP (1) | JP5344383B1 (ja) |
KR (1) | KR101695857B1 (ja) |
CN (1) | CN104115327B (ja) |
BR (1) | BR112014024288B8 (ja) |
DK (1) | DK2833469T3 (ja) |
ES (1) | ES2683360T3 (ja) |
HU (1) | HUE038829T2 (ja) |
PL (1) | PL2833469T3 (ja) |
PT (1) | PT2833469T (ja) |
RU (1) | RU2584153C1 (ja) |
WO (1) | WO2013145468A1 (ja) |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10418647B2 (en) | 2015-04-15 | 2019-09-17 | Lockheed Martin Energy, Llc | Mitigation of parasitic reactions within flow batteries |
JP6060335B2 (ja) * | 2015-04-24 | 2017-01-18 | エクセルギー・パワー・システムズ株式会社 | 第3電極を備えたリバーシブル燃料電池 |
DE102015212176A1 (de) * | 2015-05-29 | 2016-12-01 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Bestimmung eines Potentials einer Anode und/oder eines Potentials einer Kathode in einer Batteriezelle |
JP6083083B2 (ja) * | 2015-06-12 | 2017-02-22 | エクセルギー・パワー・システムズ株式会社 | 混合電極を用いたリバーシブル燃料電池 |
JP2018529189A (ja) | 2015-08-19 | 2018-10-04 | ロッキード マーティン エナジー, エルエルシーLockheed Martin Energy, Llc | フロー電池内の固体低減 |
EP3182480A1 (de) | 2015-12-14 | 2017-06-21 | Basf Se | Vorrichtung zur speicherung elektrischer energie sowie verfahren zu deren montage und inbetriebnahme und zu deren betrieb |
BR112018003818B1 (pt) * | 2016-02-26 | 2022-08-09 | Exergy Power Systems, Inc | Bateria bipolar e conjunto de baterias |
US10147957B2 (en) | 2016-04-07 | 2018-12-04 | Lockheed Martin Energy, Llc | Electrochemical cells having designed flow fields and methods for producing the same |
US10381674B2 (en) | 2016-04-07 | 2019-08-13 | Lockheed Martin Energy, Llc | High-throughput manufacturing processes for making electrochemical unit cells and electrochemical unit cells produced using the same |
ITUA20162598A1 (it) | 2016-04-14 | 2017-10-14 | Ne M E Sys Srl | Dispositivo elettrochimico ricaricabile per la produzione di energia elettrica |
US10109879B2 (en) | 2016-05-27 | 2018-10-23 | Lockheed Martin Energy, Llc | Flow batteries having an electrode with a density gradient and methods for production and use thereof |
JP6692218B2 (ja) * | 2016-06-10 | 2020-05-13 | 三菱電機株式会社 | 電力貯蔵デバイス |
US10403911B2 (en) | 2016-10-07 | 2019-09-03 | Lockheed Martin Energy, Llc | Flow batteries having an interfacially bonded bipolar plate-electrode assembly and methods for production and use thereof |
US10573899B2 (en) | 2016-10-18 | 2020-02-25 | Lockheed Martin Energy, Llc | Flow batteries having an electrode with differing hydrophilicity on opposing faces and methods for production and use thereof |
US10581104B2 (en) | 2017-03-24 | 2020-03-03 | Lockheed Martin Energy, Llc | Flow batteries having a pressure-balanced electrochemical cell stack and associated methods |
GB2566604B (en) * | 2017-08-04 | 2022-11-02 | Xergy Incorporated | Regenerative fuel cell |
DE112019001560T5 (de) * | 2018-03-28 | 2021-01-21 | Honda Motor Co., Ltd. | Feststoff-Batteriemodul |
JP7161376B2 (ja) * | 2018-11-05 | 2022-10-26 | Fdk株式会社 | 空気二次電池用の空気極及び空気二次電池 |
JP7325748B2 (ja) * | 2019-03-26 | 2023-08-15 | 国立大学法人東海国立大学機構 | 二次電池システム及び二次電池システムの使用方法 |
CN112786899A (zh) * | 2021-01-12 | 2021-05-11 | 江苏信息职业技术学院 | 一种用储氢合金作负极的燃料电池 |
DE102022209985A1 (de) | 2022-09-22 | 2024-03-28 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Reversibles Brennstoffzellensystem zur Anordnung in einem Kraftfahrzeug |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010015783A (ja) * | 2008-07-02 | 2010-01-21 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 燃料電池蓄電池およびこれを用いた電池モジュール |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3507704A (en) * | 1967-05-17 | 1970-04-21 | Webb James E | Electrolytically regenerative hydrogen-oxygen fuel cell |
BE797314A (fr) * | 1972-03-28 | 1973-07-16 | Licentia Gmbh | Systeme de piles a combustible |
US4596749A (en) * | 1984-08-06 | 1986-06-24 | United Technologies Corporation | Method and apparatus for adding electrolyte to a fuel cell stack |
US6030718A (en) * | 1997-11-20 | 2000-02-29 | Avista Corporation | Proton exchange membrane fuel cell power system |
JP2000048854A (ja) * | 1998-07-31 | 2000-02-18 | Toshiba Battery Co Ltd | 円筒型二次電池 |
JP2002348694A (ja) | 2001-05-23 | 2002-12-04 | Yukio Wakahata | エネルギー供給システム |
US6916577B2 (en) * | 2002-07-31 | 2005-07-12 | The Gillette Company | Alkaline cell with polymer electrolyte |
RU2286622C2 (ru) * | 2003-04-22 | 2006-10-27 | Джапан Аэроспейс Эксплорэйшн Эйдженси | Топливный элемент с твердым полимерным электролитом |
JP2005065398A (ja) | 2003-08-11 | 2005-03-10 | Takasago Thermal Eng Co Ltd | 燃料電池を搭載した鉄道車両とその運行方法及び鉄道システム |
JP5120582B2 (ja) * | 2004-11-26 | 2013-01-16 | 日産自動車株式会社 | 断熱容器 |
US7409830B2 (en) * | 2005-08-10 | 2008-08-12 | Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. | Fuel-cell actuated mechanical device |
ES2434442T3 (es) * | 2005-08-31 | 2013-12-16 | Technical University Of Denmark | Apilamiento sólido reversible de pilas de combustible de óxido y método para preparar el mismo |
RU2322733C2 (ru) * | 2006-05-18 | 2008-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Национальная инновационная компания "Новые энергетические проекты" (ООО "Национальная инновационная компания "НЭП") | Электрохимический генератор на основе водородно-кислородных (воздушных) топливных элементов |
JP5325480B2 (ja) | 2008-07-01 | 2013-10-23 | 川崎重工業株式会社 | 二次電池および電池モジュール並びにこれらの充電方法 |
CN201608237U (zh) | 2009-10-31 | 2010-10-13 | 郑州宇通客车股份有限公司 | 一种蓄电池和一种蓄电池组 |
HUE041966T2 (hu) * | 2011-12-19 | 2019-06-28 | Exergy Power Systems Inc | Rétegelt cella és a rétegelt cellát tartalmazó szerelt akkumulátor |
-
2012
- 2012-12-18 JP JP2013509370A patent/JP5344383B1/ja active Active
- 2012-12-18 DK DK12873422.5T patent/DK2833469T3/en active
- 2012-12-18 CN CN201280069648.3A patent/CN104115327B/zh active Active
- 2012-12-18 ES ES12873422.5T patent/ES2683360T3/es active Active
- 2012-12-18 KR KR1020147023542A patent/KR101695857B1/ko active IP Right Grant
- 2012-12-18 HU HUE12873422A patent/HUE038829T2/hu unknown
- 2012-12-18 PL PL12873422T patent/PL2833469T3/pl unknown
- 2012-12-18 RU RU2014142361/07A patent/RU2584153C1/ru active
- 2012-12-18 EP EP18175975.4A patent/EP3399585A1/en not_active Withdrawn
- 2012-12-18 US US14/348,666 patent/US9590262B2/en active Active
- 2012-12-18 BR BR112014024288A patent/BR112014024288B8/pt active IP Right Grant
- 2012-12-18 EP EP12873422.5A patent/EP2833469B1/en active Active
- 2012-12-18 PT PT128734225T patent/PT2833469T/pt unknown
- 2012-12-18 WO PCT/JP2012/082849 patent/WO2013145468A1/ja active Application Filing
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010015783A (ja) * | 2008-07-02 | 2010-01-21 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 燃料電池蓄電池およびこれを用いた電池モジュール |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
JPN6012039966; Bokkyu Choi,外3名: 'Development of NiMH-based Fuel Cell/Battery(FCB) system: Characterization of Ni(OH)2/MnO2 positive e' Journal of Power Sources Vol.194 No.2, 20091201, Page.1150-1155 * |
JPN6012039968; Bokkyu Choi,外3名: 'Rapid hydrogen charging on metal hydride negative electrode of Fuel Cell/Battery (FCB) systems' International Journal of Hydrogen Energy Vol.34, 2009, page.2058-2061 * |
JPN6012039969; 崔復圭,外3名: '燃料電池/二次電池を一体化したFuel Cell/Battery(FCB)システムの開発' 日本エネルギー学会大会講演要旨集 Vol.19th, 20100802, Page.260-261 * |
JPN6013002027; 崔復圭,外3名: '燃料電池と二次電池を一体化したFuel Cell/Battery(FCB)システムのカソードの開発' 電池討論会講演要旨集 Vol.51st, 20101108, Page.320 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2584153C1 (ru) | 2016-05-20 |
US20140234734A1 (en) | 2014-08-21 |
KR20140116541A (ko) | 2014-10-02 |
ES2683360T3 (es) | 2018-09-26 |
KR101695857B1 (ko) | 2017-01-13 |
DK2833469T3 (en) | 2018-07-23 |
EP2833469A1 (en) | 2015-02-04 |
CN104115327A (zh) | 2014-10-22 |
EP3399585A1 (en) | 2018-11-07 |
CN104115327B (zh) | 2016-08-24 |
US9590262B2 (en) | 2017-03-07 |
HUE038829T2 (hu) | 2018-11-28 |
EP2833469B1 (en) | 2018-06-06 |
PT2833469T (pt) | 2018-07-17 |
BR112014024288B8 (pt) | 2020-11-10 |
BR112014024288B1 (pt) | 2020-06-30 |
PL2833469T3 (pl) | 2018-10-31 |
EP2833469A4 (en) | 2015-11-11 |
WO2013145468A1 (ja) | 2013-10-03 |
JPWO2013145468A1 (ja) | 2015-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5344383B1 (ja) | リバーシブル燃料電池およびリバーシブル燃料電池システム | |
JP5515028B2 (ja) | リバーシブル燃料電池およびリバーシブル燃料電池モジュール | |
JP5308729B2 (ja) | 燃料電池蓄電池およびこれを用いた電池モジュール | |
CN104737357B (zh) | 镍氢蓄电池以及电池组 | |
JP5594744B2 (ja) | リバーシブル燃料電池 | |
JP6135024B1 (ja) | 燃料電池 | |
US10720629B2 (en) | Bipolar battery | |
JP6060335B2 (ja) | 第3電極を備えたリバーシブル燃料電池 | |
JP2017228351A (ja) | リバーシブル燃料電池蓄電池 | |
JP5325480B2 (ja) | 二次電池および電池モジュール並びにこれらの充電方法 | |
JP6856293B1 (ja) | リバーシブル燃料電池 | |
JP6473870B2 (ja) | 蓄電デバイス | |
Mondal et al. | Emerging nanomaterials in energy storage | |
JP2018206575A (ja) | 蓄電デバイス | |
CN216720003U (zh) | 一种氢动力电池系统 | |
CN214477615U (zh) | 一种圆柱形低压氢镍电池 | |
CN114122459A (zh) | 一种氢动力电池系统 | |
CN113036232A (zh) | 一种圆柱形低压氢镍电池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130724 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5344383 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |