JPH02195650A - レドックスフロー電池用電極 - Google Patents
レドックスフロー電池用電極Info
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- JPH02195650A JPH02195650A JP1013687A JP1368789A JPH02195650A JP H02195650 A JPH02195650 A JP H02195650A JP 1013687 A JP1013687 A JP 1013687A JP 1368789 A JP1368789 A JP 1368789A JP H02195650 A JPH02195650 A JP H02195650A
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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
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/96—Carbon-based electrodes
-
- 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
-
- 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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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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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］
この発明はレドックスフロー電池用電極に関するもので
あり、特に、電極での副反応を抑えるように改良された
レドックスフロー電池用電極に関するものである。
あり、特に、電極での副反応を抑えるように改良された
レドックスフロー電池用電極に関するものである。
［従来の技術］
第１図は、従来から用いられているレドックスフロー電
池の一例を示す概略構成図であり、この種のレドックス
フロー電池はたとえば特開昭６０−２５１６３号公報に
開示されている。
池の一例を示す概略構成図であり、この種のレドックス
フロー電池はたとえば特開昭６０−２５１６３号公報に
開示されている。
第１図に示すレドックスフロー電池１は、セル２および
正極液タンク３および負極液タンク４を備え、２個のタ
ンク３，４を用いるものであるため、２タンク方式と呼
ばれているものである。セル２内は、たとえばイオン交
換膜からなる隔膜５により仕切られており、−刃側が正
極セル２ ａ ｓ他方側が負極セル２ｂを、それぞれ、
構成している。正極セル２ａおよび負極セル２ｂ内には
、それぞれ、電極として正極６および負極７が配置され
ている。
正極液タンク３および負極液タンク４を備え、２個のタ
ンク３，４を用いるものであるため、２タンク方式と呼
ばれているものである。セル２内は、たとえばイオン交
換膜からなる隔膜５により仕切られており、−刃側が正
極セル２ ａ ｓ他方側が負極セル２ｂを、それぞれ、
構成している。正極セル２ａおよび負極セル２ｂ内には
、それぞれ、電極として正極６および負極７が配置され
ている。
第１図に示したレドックスフロー電池１では、たとえば
鉄イオン、クロムイオンのような原子価の変化するイオ
ンの水溶液を、タンク３．４に貯蔵し、これをポンプｐ
、、ｐ２で流通型電解セル２に送液し、酸化還元反応に
より充放電を行なう。
鉄イオン、クロムイオンのような原子価の変化するイオ
ンの水溶液を、タンク３．４に貯蔵し、これをポンプｐ
、、ｐ２で流通型電解セル２に送液し、酸化還元反応に
より充放電を行なう。
たとえば正極液としてＦｅ”／Ｆｅ２＋塩酸溶液、負極
液としてＣ「２＋／Ｃｒ８＋塩酸溶液を用いた場合、各
酸化還元系の両極６，７における電気化学反応は、次式
のようになり、約１ｖの起［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以上のように構成されて
いる。しかしながら、充電時、負極において、副反応と
して、次式に示す水素発生反応が起こっていた。
液としてＣ「２＋／Ｃｒ８＋塩酸溶液を用いた場合、各
酸化還元系の両極６，７における電気化学反応は、次式
のようになり、約１ｖの起［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以上のように構成されて
いる。しかしながら、充電時、負極において、副反応と
して、次式に示す水素発生反応が起こっていた。
Ｈ”＋ｅ−１／２Ｈ２
この副反応は負極においてのみ見られるもので、この副
反応のために、正極と負極の充電深度が互いに異なるよ
うになり、電池容量の低下を引き起こすという問題点が
あった。
反応のために、正極と負極の充電深度が互いに異なるよ
うになり、電池容量の低下を引き起こすという問題点が
あった。
この問題点を解決するために、本発明者等は、負極液に
Ｓ ｎ ＣＬ ２ 、Ｂ Ｉ ＣＱ ２ 、Ｐ ｂ Ｃ
ｆＬ ２等の触媒を添加する技術を提案した（特開昭６
２−２４６号公報）。そして、この触媒の作用によって
、水素過電圧が大きくなり、充電時に発生する水素ガス
の量を減少させることができ、電池効率を飛躍的に高め
ることが可能となった。
Ｓ ｎ ＣＬ ２ 、Ｂ Ｉ ＣＱ ２ 、Ｐ ｂ Ｃ
ｆＬ ２等の触媒を添加する技術を提案した（特開昭６
２−２４６号公報）。そして、この触媒の作用によって
、水素過電圧が大きくなり、充電時に発生する水素ガス
の量を減少させることができ、電池効率を飛躍的に高め
ることが可能となった。
しかしながら、この方法は、電解液中で析出物が発生し
、その析出物が電解液流通部を閉塞し、電解液の均一・
−様な流れを阻害するという新たな問題を生じさせた。
、その析出物が電解液流通部を閉塞し、電解液の均一・
−様な流れを阻害するという新たな問題を生じさせた。
また、この方法とは別に、上述のような触媒を電極上に
電析させるという技術も知られているが、電極上に一様
に電析せず、その効果も不十分なものであった。
電析させるという技術も知られているが、電極上に一様
に電析せず、その効果も不十分なものであった。
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、上述のような問題点を生じさせずに、水素発
生反応を効果的に抑えることのできるレドックスフロー
電池用電極を提供することを目的とする。
たもので、上述のような問題点を生じさせずに、水素発
生反応を効果的に抑えることのできるレドックスフロー
電池用電極を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］
この発明にかかるレドックスフロー電池用電極は、錫、
鉛、亜鉛および水銀からなる群より選ばれた金属種がイ
オン注入されてなるものである。
鉛、亜鉛および水銀からなる群より選ばれた金属種がイ
オン注入されてなるものである。
［作用］
錫、鉛、亜鉛および水銀からなる群より選ばれた水素過
電圧の大きな金属イオンが電極にイオン注入されている
ので、この電極をレドックスフロー電池の負極に用いる
と、副反応である水素ガス反応を抑えることができるよ
うになる。
電圧の大きな金属イオンが電極にイオン注入されている
ので、この電極をレドックスフロー電池の負極に用いる
と、副反応である水素ガス反応を抑えることができるよ
うになる。
また、イオン注入法により、電極材料中に上記金属イオ
ンを注入するので、電極材料中に金属イオンが一様に分
布するようになる。
ンを注入するので、電極材料中に金属イオンが一様に分
布するようになる。
また、金属イオンは電極材料の内部に注゛入されるので
、この金属イオンは電解液中に溶出しない。
、この金属イオンは電解液中に溶出しない。
［実施例］
以下、この発明の詳細な説明する。
実施例
電極として炭素繊維布を用い、これにＺｎイオン注入を
行なった。イオン量は１０１フイオン／ｃｍ２程度であ
った。このＺｎイオン注入された電極を負極に用いて、
小型単セル電池を組み、充放電試験を実施した。使用材
料は、次のとおりであった。
行なった。イオン量は１０１フイオン／ｃｍ２程度であ
った。このＺｎイオン注入された電極を負極に用いて、
小型単セル電池を組み、充放電試験を実施した。使用材
料は、次のとおりであった。
電 極：炭素繊維布（面積３６ｃｍ２）集電電極：
グラファイト板 隔 膜：陽イオン交換膜 正極電解液＝３規定ＨＣｉにＦｅＣＬａ１モルを溶かし
た溶液 負極電解液：３規定ＨＣ悲にＣｒＣＬ１モルを溶解させ
た液 こうして構成されたレドックスフロー電池の充放電を１
０数回繰返した結果、負極からの水素ガス発生はほとん
ど見られなかった。
グラファイト板 隔 膜：陽イオン交換膜 正極電解液＝３規定ＨＣｉにＦｅＣＬａ１モルを溶かし
た溶液 負極電解液：３規定ＨＣ悲にＣｒＣＬ１モルを溶解させ
た液 こうして構成されたレドックスフロー電池の充放電を１
０数回繰返した結果、負極からの水素ガス発生はほとん
ど見られなかった。
比較例
電極として実施例１と同じ炭素繊維布を用い、イオン注
入を行なわないで用いた。その他の材料は、実施例１と
同じものを用いた。このようにして構成されたレドック
スフロー電池の充放電を１０数回繰返した結果、負極か
らの水素ガス発生は平均として１回の充電電気量に対し
て０．５％程度見られた。
入を行なわないで用いた。その他の材料は、実施例１と
同じものを用いた。このようにして構成されたレドック
スフロー電池の充放電を１０数回繰返した結果、負極か
らの水素ガス発生は平均として１回の充電電気量に対し
て０．５％程度見られた。
以上、具体的な実施例を挙げてこの発明を説明したが、
本明細書に記載した好ましい実施例は例示的ものであり
、限定的なものでない。本発明の範囲は、特許請求の範
囲によって示されており、その特許請求の範囲の意味の
中に含まれるすべての変形は本願発明に含まれるもので
ある。
本明細書に記載した好ましい実施例は例示的ものであり
、限定的なものでない。本発明の範囲は、特許請求の範
囲によって示されており、その特許請求の範囲の意味の
中に含まれるすべての変形は本願発明に含まれるもので
ある。
［発明の効果］
以上説明したように、この発明にかかるレドックスフロ
ー電池用電極によれば、錫、鉛、亜鉛および水銀からな
る群より選ばれた水素過電圧の大きな金属イオンがイオ
ン注入されているので、この電極をレドックスフロー電
池の負極に用いると、副反応である水素ガス反応を抑え
ることができるようになる。その結果、電池容量の低下
を引き起こさないレドックスフロー電池が得られるとい
う効果を奏する。
ー電池用電極によれば、錫、鉛、亜鉛および水銀からな
る群より選ばれた水素過電圧の大きな金属イオンがイオ
ン注入されているので、この電極をレドックスフロー電
池の負極に用いると、副反応である水素ガス反応を抑え
ることができるようになる。その結果、電池容量の低下
を引き起こさないレドックスフロー電池が得られるとい
う効果を奏する。
また、イオン注入法により、電極材料中に金属イオンを
注入するので、電極材料中にこの金属イオンが一様に分
布するようになる。その結果、非常に効率良く、水素ガ
ス反応を抑えることができるようになる。
注入するので、電極材料中にこの金属イオンが一様に分
布するようになる。その結果、非常に効率良く、水素ガ
ス反応を抑えることができるようになる。
さらに、この金属イオンは電極材料の内部に注入される
ので、この金属イオンは電解液中に溶出しない。その結
果、従来法で観察されたような、金属イオンが電解液中
で析出し、該析出物が電解液流通部を閉塞させるという
事態を発生させない。
ので、この金属イオンは電解液中に溶出しない。その結
果、従来法で観察されたような、金属イオンが電解液中
で析出し、該析出物が電解液流通部を閉塞させるという
事態を発生させない。
その結果、電解液の均一・−様な流れを保証することが
できるという効果を奏する。
できるという効果を奏する。
また、従来では、負極の副反応のため、□両極の充放電
深度にアンバランスを生し、このため、リバランスと呼
ばれる操作が必要となっていたが、本発明にかかる電極
を使用すると、こうした操作は不要となる。
深度にアンバランスを生し、このため、リバランスと呼
ばれる操作が必要となっていたが、本発明にかかる電極
を使用すると、こうした操作は不要となる。
第１図は、従来より用いられているレドックスフロー電
池の一例を説明するための概略構成図である。 図において、６は正極、７は負極である。
池の一例を説明するための概略構成図である。 図において、６は正極、７は負極である。
Claims (1)
- 錫、鉛、亜鉛および水銀からなる群より選ばれた金属種
がイオン注入されてなるレドックスフロー電池用電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1013687A JPH02195650A (ja) | 1989-01-23 | 1989-01-23 | レドックスフロー電池用電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1013687A JPH02195650A (ja) | 1989-01-23 | 1989-01-23 | レドックスフロー電池用電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02195650A true JPH02195650A (ja) | 1990-08-02 |
Family
ID=11840102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1013687A Pending JPH02195650A (ja) | 1989-01-23 | 1989-01-23 | レドックスフロー電池用電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02195650A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04282557A (ja) * | 1991-03-11 | 1992-10-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電極 |
| JP2000030715A (ja) * | 1998-07-10 | 2000-01-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 電池電極材、その製造方法および電気化学電池 |
| JP2001028268A (ja) * | 1998-07-10 | 2001-01-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 電池電極材、その製造方法および電気化学電池 |
| JP2020523731A (ja) * | 2017-08-04 | 2020-08-06 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトＳｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | レドックスフロー電池およびレドックスフロー電池を作動するための方法 |
-
1989
- 1989-01-23 JP JP1013687A patent/JPH02195650A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04282557A (ja) * | 1991-03-11 | 1992-10-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電極 |
| JP2000030715A (ja) * | 1998-07-10 | 2000-01-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 電池電極材、その製造方法および電気化学電池 |
| JP2001028268A (ja) * | 1998-07-10 | 2001-01-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 電池電極材、その製造方法および電気化学電池 |
| JP2020523731A (ja) * | 2017-08-04 | 2020-08-06 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトＳｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | レドックスフロー電池およびレドックスフロー電池を作動するための方法 |
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