JP5489008B2 - レドックスフロー電池 - Google Patents
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Description
充電(正極):V4+→V5++e- 電位:約1.0V(V4+/V5+)
充電(正極) H2O→1/2O2+2H++2e- 電位:約1.2V(実際の電位:約2.0V)
C(カーボン)+O2→CO2+4e- 電位:約1.2V(実際の電位:約2.0V)
図1に示すレドックスフロー電池システムを構築し、正負両極にバナジウムイオンを含有する種々の電解液を用いて、種々の条件で充放電を行った。
正極電解液として、硫酸濃度が2.6Mの硫酸水溶液(H2SO4aq)に、硫酸塩:硫酸バナジウム(4価)及び硫酸マンガン(2価)を溶解して、バナジウムイオン(4価)の濃度が1.65M、マンガンイオン(2価)の濃度が0.5Mの電解液を6ml(6cc)作製した。
負極電解液として、硫酸濃度が1.75Mの硫酸水溶液(H2SO4aq)に硫酸塩:硫酸バナジウム(3価)を溶解して、バナジウムイオン(3価)の濃度が1.7Mの電解液を9ml(9cc)作製した。負極電解液の量を正極電解液の量よりも多くすることで、充電時に正極側での電池反応(バナジウムイオンの酸化反応だけでなくマンガンイオンの酸化反応も含む)が十分に行えるようにしている(この点は、後述する試験例2も同様である)。
図1に示すレドックスフロー電池システムを構築し、正負極の電解液として、バナジウムイオンとマンガンイオンとを含有する電解液を用いて充放電を行った。
104 正極電極 105 負極電極 106 正極電解液用のタンク
107 負極電解液用のタンク 108,109,110,111 導管 112,113 ポンプ
Claims (8)
- 電池セルに正極電解液及び負極電解液を供給して充放電を行うレドックスフロー電池であって、
前記正極電解液及び前記負極電解液はいずれも、バナジウムイオンを含有し、
少なくとも前記正極電解液は、バナジウムイオンよりも貴な電位の金属イオンを更に含有することを特徴とするレドックスフロー電池。 - 前記正極電解液及び前記負極電解液はいずれも、バナジウムイオンよりも貴な電位の金属イオンを更に含有することを特徴とする請求項1に記載のレドックスフロー電池。
- 前記貴な電位の金属イオンは、マンガンイオン、鉛イオン、セリウムイオン、及びコバルトイオンから選択される少なくとも1種の金属イオンであり、
前記金属イオンの合計濃度が0.1M以上5M以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載のレドックスフロー電池。 - 前記貴な電位の金属イオンは、2価のマンガンイオン及び3価のマンガンイオンの少なくとも一種のマンガンイオンであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のレドックスフロー電池。
- 前記貴な電位の金属イオンを含む電解液は、2価のマンガンイオン、3価のマンガンイオンの少なくとも一種のマンガンイオンと、4価のマンガンとを含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のレドックスフロー電池。
- 前記両極の電解液は、硫酸アニオンを含有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のレドックスフロー電池。
- 前記両極の電解液の溶媒は、H2SO4の水溶液であり、
前記両極の電解液の硫酸濃度がいずれも5M以下であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のレドックスフロー電池。 - 前記レドックスフロー電池は、前記正極電解液の充電深度が90%超となるように運転されることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のレドックスフロー電池。
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