JPH01213964A - レドツクス電池の運転方法 - Google Patents
レドツクス電池の運転方法Info
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- JPH01213964A JPH01213964A JP63037547A JP3754788A JPH01213964A JP H01213964 A JPH01213964 A JP H01213964A JP 63037547 A JP63037547 A JP 63037547A JP 3754788 A JP3754788 A JP 3754788A JP H01213964 A JPH01213964 A JP H01213964A
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Classifications
-
- 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
- H01M8/188—Regeneration by electrochemical means by recharging of redox couples containing fluids; Redox flow type batteries
-
- 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
- H01M8/04186—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of liquid-charged or electrolyte-charged reactants
-
- 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
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- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、蓄電池であるところの、レドックス電池の運
転方法に関するものである。
転方法に関するものである。
（従来技術）
電力は各種のエネルギーへの変換が容易で制御し易く、
消費時の環境汚染がないので、エネルギー消費に占める
割合は年毎に増加している。
消費時の環境汚染がないので、エネルギー消費に占める
割合は年毎に増加している。
電力供給の特異な点は、生産と消費が同時に行なわれる
ことである。この制約の中で、電力消費の変動に即応し
ながら、一定周波数、一定電圧の質の高い電力を高い信
頼性で送ることが、電力技術の課題である。現状では、
出力は変えにくいが効率の高い原子力発電や新鋭火力発
電を、なるべく最高効率の定格で運転しながら、電力消
費の変動にろじて発電を行なうのに適した水力発′ｔＪ
１などで、昼間の大きな電力需要の増加金まかなってい
る。このため経済性の良好な原子力発′遡や新鋭火力発
電による夜間金剰電力を揚水発電によって貯蔵している
。しかし、揚水発電の立地条件が次第に厳しくなるにつ
れて二次電池による貯蔵方式が取り上げられてきた。
ことである。この制約の中で、電力消費の変動に即応し
ながら、一定周波数、一定電圧の質の高い電力を高い信
頼性で送ることが、電力技術の課題である。現状では、
出力は変えにくいが効率の高い原子力発電や新鋭火力発
電を、なるべく最高効率の定格で運転しながら、電力消
費の変動にろじて発電を行なうのに適した水力発′ｔＪ
１などで、昼間の大きな電力需要の増加金まかなってい
る。このため経済性の良好な原子力発′遡や新鋭火力発
電による夜間金剰電力を揚水発電によって貯蔵している
。しかし、揚水発電の立地条件が次第に厳しくなるにつ
れて二次電池による貯蔵方式が取り上げられてきた。
また、従来の水力発電、火力発電、原子力発電に加えて
、今後は太陽光発電、風力発電等による電力の供給も増
大すると考えられる。しかし、太陽光発電、風力発電等
の場合には日照、風等によってその発電量が左右される
ことから、少なくとも地上では、単独で十分な電力供給
源とは成り得す、何らかの蓄′亀設備と組合せて、初め
て安定した電力供給源となる。
、今後は太陽光発電、風力発電等による電力の供給も増
大すると考えられる。しかし、太陽光発電、風力発電等
の場合には日照、風等によってその発電量が左右される
ことから、少なくとも地上では、単独で十分な電力供給
源とは成り得す、何らかの蓄′亀設備と組合せて、初め
て安定した電力供給源となる。
以上のような二次電池の必要性のもとで、鉛蓄電池が、
太陽光発電用としてなど多く使用されてきているが、そ
の他の有力な二次電池の一つとして、正極および負極の
少なくとも一方の構造が、電極活物ｉｔ含む電解液が供
給され予め設けられた不活性電極上に於ける上記該活物
質の反応により充放′１が行なわれる構造であシ、且つ
、該活物質が、節電数の異なる酸化状態をとすうる物質
である電池、即ちレドックス電池が注目されている。
太陽光発電用としてなど多く使用されてきているが、そ
の他の有力な二次電池の一つとして、正極および負極の
少なくとも一方の構造が、電極活物ｉｔ含む電解液が供
給され予め設けられた不活性電極上に於ける上記該活物
質の反応により充放′１が行なわれる構造であシ、且つ
、該活物質が、節電数の異なる酸化状態をとすうる物質
である電池、即ちレドックス電池が注目されている。
ここでレドックス電池の原理の概要について、第３図、
第４図金柑いて説明する。
第４図金柑いて説明する。
第３図はレドックス電池を用いた電力貯蔵システムの充
電時の状態全示し第４１は同じく放電時の状態を示す。
電時の状態全示し第４１は同じく放電時の状態を示す。
これらの図において、１は発電所、２は変電設備、３は
負荷、４はインバータ、５はレドックス電池で、タンク
６＆、６ｂ、７ａ、７ｂとポンプ８．９および流通型電
解槽１ｏから構成される。流通型電解槽１０は正極１１
と負極１２、および両電極間を分離するｌ５１ｉ１膜１
３とを備え、隔膜１３で仕切られた左右の室内には正極
液１４、負極液１５が収容される。正極液１４は？６イ
オンを含む塩酸溶液とし、負極液１５はＯｒイオンを含
む塩酸溶液とする例全示し丸。
負荷、４はインバータ、５はレドックス電池で、タンク
６＆、６ｂ、７ａ、７ｂとポンプ８．９および流通型電
解槽１ｏから構成される。流通型電解槽１０は正極１１
と負極１２、および両電極間を分離するｌ５１ｉ１膜１
３とを備え、隔膜１３で仕切られた左右の室内には正極
液１４、負極液１５が収容される。正極液１４は？６イ
オンを含む塩酸溶液とし、負極液１５はＯｒイオンを含
む塩酸溶液とする例全示し丸。
次に作用につ＾て説明する。
発電所１で発電され変′成設備２に送電された電力は適
当な電圧に変圧され、負荷３に供給される。一方、夜間
にな夛余剰電力がでると、インバータ４により交直変換
を行ない、レドックス電池５に充電が行われる。この場
合は、第３図に示すようにタンク６ｂから６ａへ、タン
ク７＆から７ｂの方へポンプ８．９で正、負極液１４．
１５を徐々に送りながら充電が行われる。
当な電圧に変圧され、負荷３に供給される。一方、夜間
にな夛余剰電力がでると、インバータ４により交直変換
を行ない、レドックス電池５に充電が行われる。この場
合は、第３図に示すようにタンク６ｂから６ａへ、タン
ク７＆から７ｂの方へポンプ８．９で正、負極液１４．
１５を徐々に送りながら充電が行われる。
正極液１４に２６イオン、負極液１５にＯｒイオンを使
用する場合、流通型電解槽１０内で起こる反応は下記第
（１）〜（３）式中の充１！側の反応となる。
用する場合、流通型電解槽１０内で起こる反応は下記第
（１）〜（３）式中の充１！側の反応となる。
このようにして、′１カが正極液１４、負極液１５の中
に蓄積される。
に蓄積される。
一方、供給電力が需要電力よりも少ない場合は、上記第
（１）〜（３）式中の放電側の反応が行なわし、インバ
ータ４によ〕直交変換が行なわれ、変電設備２を介して
負荷３に電力が供給される。
（１）〜（３）式中の放電側の反応が行なわし、インバ
ータ４によ〕直交変換が行なわれ、変電設備２を介して
負荷３に電力が供給される。
（発明が解決しようとする問題点）
前述の従来から有るレドックス電池に於いては、電極内
へ電解液を連続的に供給する運転方法であることから、
電解液の液路を通じての液絡漏れ電流による損失、及び
ポンプ所要動力の損失が避けられず、特に、電池の充電
或いは放電の電力量の値が小さい場合には、これらの損
失の電池牟放電電力に対する比率が相対的に大きくなり
、電池の充放電効率を高くするための妨げとなっていた
。
へ電解液を連続的に供給する運転方法であることから、
電解液の液路を通じての液絡漏れ電流による損失、及び
ポンプ所要動力の損失が避けられず、特に、電池の充電
或いは放電の電力量の値が小さい場合には、これらの損
失の電池牟放電電力に対する比率が相対的に大きくなり
、電池の充放電効率を高くするための妨げとなっていた
。
レドックス電池は、１セル当たシの充放電電圧が約１ｖ
と小さいために単セルを積層し電気的に直列に接続され
た集合１！池として使用されているが、この集合電池の
各々の単セルに対して均一の電解液が同時に供給される
必要がある。
と小さいために単セルを積層し電気的に直列に接続され
た集合１！池として使用されているが、この集合電池の
各々の単セルに対して均一の電解液が同時に供給される
必要がある。
そのため、共通の供給液路および戻り液路から各セルへ
の供給液路および戻シ液路が分岐している構造となって
おり、この供給液路を通じての、高電位側セルから低電
位側セルへの電流が、液絡漏れ電流であフ、充放電に寄
与しない電流として、レドックス成池の損失となってい
る−また、従来のレドックス電池に於いては、充電中或
いは放電中に、電解液供給ポンプを連続的に運転する運
転方法であるので、ポンプ所要動力はレドックス電池の
充放電の際の損失となっておシ、特に充放電電力が小さ
い場合には、このポンプ所要動力によ）、レドックス成
池の充放電効率が低くなっている。
の供給液路および戻シ液路が分岐している構造となって
おり、この供給液路を通じての、高電位側セルから低電
位側セルへの電流が、液絡漏れ電流であフ、充放電に寄
与しない電流として、レドックス成池の損失となってい
る−また、従来のレドックス電池に於いては、充電中或
いは放電中に、電解液供給ポンプを連続的に運転する運
転方法であるので、ポンプ所要動力はレドックス電池の
充放電の際の損失となっておシ、特に充放電電力が小さ
い場合には、このポンプ所要動力によ）、レドックス成
池の充放電効率が低くなっている。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、上記のごとき従来のものの問題点を解決する
ための手段として、電極への電解液の供給を断続的に行
ない、且つ、電解液の送液を停止している間は各セル間
の液絡を十分に遮断して運転するという、レドックス電
池の運転方法全提供せんとするものである。
ための手段として、電極への電解液の供給を断続的に行
ない、且つ、電解液の送液を停止している間は各セル間
の液絡を十分に遮断して運転するという、レドックス電
池の運転方法全提供せんとするものである。
（実施９ＩＪ）
以下に本発明全適用した場合の実施例について図を用い
て示す。
て示す。
第１図は、レドックス電池に於いて、本発明？適用し電
解液送液ポンプの運転を断続的に行なった場合の充放電
時の端子電圧を示す図であり、第２図は全く同一の′電
池に於いて、本発明を適用せず従来通りポンプを連続運
転した場合の充放′成時の端子電圧を示す図である。両
方の場合について、ポンプの運転状況以外の条件はすべ
て同一であり、電池の積層セル数は４０セル、充電電流
および放電電流はいずれも一定で１５Ａである。また、
充電開始時、充電終了時、および放電終了時の電池充電
深度は両方の場合で同一としである。なお、第１図およ
び第２図の下方に斜線部により、ポンプ運転時間を示し
ている。
解液送液ポンプの運転を断続的に行なった場合の充放電
時の端子電圧を示す図であり、第２図は全く同一の′電
池に於いて、本発明を適用せず従来通りポンプを連続運
転した場合の充放′成時の端子電圧を示す図である。両
方の場合について、ポンプの運転状況以外の条件はすべ
て同一であり、電池の積層セル数は４０セル、充電電流
および放電電流はいずれも一定で１５Ａである。また、
充電開始時、充電終了時、および放電終了時の電池充電
深度は両方の場合で同一としである。なお、第１図およ
び第２図の下方に斜線部により、ポンプ運転時間を示し
ている。
ここで両方の場合の効率を比べると、第１図の本発明を
適用した場合は、゛絨流効率９２．５％、電圧効率８３
．１Ｘ、ポンプ所要動力を含まない電力効率７９．１％
であシ、第２図の本発明を適用しない場合は、電流効″
＄９６．５％、′電圧効率８９・１％、ポンプ所要動力
を含まない電力効率８６．０％である。ここで、各々、
１！流効率は放＊１気１の充電電気量に対する比率、電
圧効率は各光ｗ／Ｌ深度における放ｔｔ圧の充ＲＬ電圧
に対する比率の平均、電力効率は放電電力の充１電力に
対する比率である。一方、ポンプの運転時間は、第１図
の場合通算１４７分であり、第２図の場合は２５９分で
ある。
適用した場合は、゛絨流効率９２．５％、電圧効率８３
．１Ｘ、ポンプ所要動力を含まない電力効率７９．１％
であシ、第２図の本発明を適用しない場合は、電流効″
＄９６．５％、′電圧効率８９・１％、ポンプ所要動力
を含まない電力効率８６．０％である。ここで、各々、
１！流効率は放＊１気１の充電電気量に対する比率、電
圧効率は各光ｗ／Ｌ深度における放ｔｔ圧の充ＲＬ電圧
に対する比率の平均、電力効率は放電電力の充１電力に
対する比率である。一方、ポンプの運転時間は、第１図
の場合通算１４７分であり、第２図の場合は２５９分で
ある。
このように第１図の場合にはポンプ停止時に成極室内に
保持さｈた電解液が、充電時には充電深度の深い状態に
、放電時には充電深度の浅い状態に各々早くなってしま
うために、平均として放電電圧の充電電圧に対する比率
が小さくなり、ポンプ所要動力を含まない電力効率とし
ては第２図の場合より低い値になっているがポンプの運
転時間が大巾に異なるため、ポンプ所要動力を含めた電
力効率は第１囚の場合は５１．３％、第２図の場合は４
１．８％であり、第１図の場合が高い効率となっている
。
保持さｈた電解液が、充電時には充電深度の深い状態に
、放電時には充電深度の浅い状態に各々早くなってしま
うために、平均として放電電圧の充電電圧に対する比率
が小さくなり、ポンプ所要動力を含まない電力効率とし
ては第２図の場合より低い値になっているがポンプの運
転時間が大巾に異なるため、ポンプ所要動力を含めた電
力効率は第１囚の場合は５１．３％、第２図の場合は４
１．８％であり、第１図の場合が高い効率となっている
。
以上から言えることは、本発明を適用した第１図の場合
にはポンプＰｆ’＋要動力を含まない電力効率としては
第２図の場合よシも劣るが、消費されるポンプ所要動力
は第２図の場合に比べて Ａ極めて小さいということで
ある。従って、ポンプ所要動力も含めた電池の充放電効
率としては、本実施例では、第１因の場合のほうが総合
効率で優っている。
にはポンプＰｆ’＋要動力を含まない電力効率としては
第２図の場合よシも劣るが、消費されるポンプ所要動力
は第２図の場合に比べて Ａ極めて小さいということで
ある。従って、ポンプ所要動力も含めた電池の充放電効
率としては、本実施例では、第１因の場合のほうが総合
効率で優っている。
なお、別途の充放ｔ’を行ない、このレドックス電池の
ポンプ停止時に各セル間の電解液の液路を遮断すること
にょシ、電流効率の改善が確認さ九た。
ポンプ停止時に各セル間の電解液の液路を遮断すること
にょシ、電流効率の改善が確認さ九た。
（発明の効果）
本発明は、レドックス電池の運転に際して、充放電を行
なっている状態で電極への電解液の供給を断続的に行な
い、且つ、電解液の送ｇを停止している間は、各セル間
の液路を十分に遮断して運転することを特徴とするレド
ックス電池の運転方法とすることにより、液絡漏れ１１
１流による損失およびポンプ所要動力の損失を低減し、
よってレドックス電池の充放電効率の向上全可能とする
ものであり、実用上極めて大なる効果を奏する。
なっている状態で電極への電解液の供給を断続的に行な
い、且つ、電解液の送ｇを停止している間は、各セル間
の液路を十分に遮断して運転することを特徴とするレド
ックス電池の運転方法とすることにより、液絡漏れ１１
１流による損失およびポンプ所要動力の損失を低減し、
よってレドックス電池の充放電効率の向上全可能とする
ものであり、実用上極めて大なる効果を奏する。
第１図は本発明全適用し電解液送液ポンプの運転を断続
的に行なった場合の充放電時の端子電圧を示す図、第２
図は本発明を適用せず従来通９ポンプを連続運転した場
合の充放電時の端子電圧を示す図、第３図、第４図はレ
ドックス電池を用いた電力貯蔵システムの充電、放電の
状態を説明する図である。 ５・・・レドックス電池、６ｍ、６ｂ・・・正極液タン
ク、７ａ、７ｂ・・・負極液タンク、８．９・・・ポン
プ、１０・・・流通型電解槽、１１・・・正極、１２・
・・負極、１３・・・隔膜、１４・・・正極液、１５・
・・負極液。
的に行なった場合の充放電時の端子電圧を示す図、第２
図は本発明を適用せず従来通９ポンプを連続運転した場
合の充放電時の端子電圧を示す図、第３図、第４図はレ
ドックス電池を用いた電力貯蔵システムの充電、放電の
状態を説明する図である。 ５・・・レドックス電池、６ｍ、６ｂ・・・正極液タン
ク、７ａ、７ｂ・・・負極液タンク、８．９・・・ポン
プ、１０・・・流通型電解槽、１１・・・正極、１２・
・・負極、１３・・・隔膜、１４・・・正極液、１５・
・・負極液。
Claims (1)
- １、レドックス電池に於いて、充放電を行なつている状
態で電極への電解液の供給を断続的に行ない、且つ、電
解液の送液を停止している間は、各セル間の液絡を十分
に遮断して運転することを特徴とする、レドックス電池
の運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63037547A JPH01213964A (ja) | 1988-02-22 | 1988-02-22 | レドツクス電池の運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63037547A JPH01213964A (ja) | 1988-02-22 | 1988-02-22 | レドツクス電池の運転方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01213964A true JPH01213964A (ja) | 1989-08-28 |
Family
ID=12500550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63037547A Pending JPH01213964A (ja) | 1988-02-22 | 1988-02-22 | レドツクス電池の運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01213964A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6005183A (en) * | 1995-12-20 | 1999-12-21 | Ebara Corporation | Device containing solar cell panel and storage battery |
| WO2001076000A1 (en) * | 2000-03-31 | 2001-10-11 | Squirrel Holdings Ltd. | Redox flow battery and method of operating it |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62108465A (ja) * | 1985-11-06 | 1987-05-19 | Tohoku Electric Power Co Inc | 漏れ電流防止装置付電解液還流型二次電池 |
| JPS62160664A (ja) * | 1986-01-07 | 1987-07-16 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 電解液循環型２次電池 |
| JPS63164172A (ja) * | 1986-12-26 | 1988-07-07 | Nkk Corp | レドツクス・フロ−電池のシヤントカレント消去装置 |
-
1988
- 1988-02-22 JP JP63037547A patent/JPH01213964A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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