JPH0412464A - 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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- JPH0412464A JPH0412464A JP2115635A JP11563590A JPH0412464A JP H0412464 A JPH0412464 A JP H0412464A JP 2115635 A JP2115635 A JP 2115635A JP 11563590 A JP11563590 A JP 11563590A JP H0412464 A JPH0412464 A JP H0412464A
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- 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】
［産業上の利用分野コ
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、不要なポンプ動力が低減できる
ように改良されたレドックスフロー電池に関するもので
ある。この発明は、さらにそのようなレドックスフロー
電池を運転する方法に関する。
あり、より特定的には、不要なポンプ動力が低減できる
ように改良されたレドックスフロー電池に関するもので
ある。この発明は、さらにそのようなレドックスフロー
電池を運転する方法に関する。
［従来の技術］
電力会社は、安定した電力を＝要家に供給するために、
電力の需要に合わせて発電を行なう必要がある。このた
め、電力会社は、常に、最大需要に見合った発電設備を
建設し、需要に即応して発電を行なっている。しかしな
がら、第４図の電力需要曲線Ａで示すように、昼間およ
び夜間では、電力の需要に大きな差が存在する。同様の
現象は、週、月および季節間でも生じている。
電力の需要に合わせて発電を行なう必要がある。このた
め、電力会社は、常に、最大需要に見合った発電設備を
建設し、需要に即応して発電を行なっている。しかしな
がら、第４図の電力需要曲線Ａで示すように、昼間およ
び夜間では、電力の需要に大きな差が存在する。同様の
現象は、週、月および季節間でも生じている。
そこで、電力を効率良く貯蔵することが可能であれば、
オフビーク時、余剰電力（第４図の符号Ｘで示した部分
に相当する）を貯蔵し、ピーク時にこれを放出すれば、
第４図の符号Ｙで示した部分を賄うことができる。この
ようにすると、需要の変動に対応することができるよう
になり、電力会社は常にほぼ一定の電力（第４図の破線
Ｚに相当する量）のみを発電すればよいことになる。こ
のようなロードレベリングを達成することができれば、
発電設備を軽減することが可能となり、かつエネルギの
節約ならびに石油等の燃料節減にも大きく寄与すること
ができる。
オフビーク時、余剰電力（第４図の符号Ｘで示した部分
に相当する）を貯蔵し、ピーク時にこれを放出すれば、
第４図の符号Ｙで示した部分を賄うことができる。この
ようにすると、需要の変動に対応することができるよう
になり、電力会社は常にほぼ一定の電力（第４図の破線
Ｚに相当する量）のみを発電すればよいことになる。こ
のようなロードレベリングを達成することができれば、
発電設備を軽減することが可能となり、かつエネルギの
節約ならびに石油等の燃料節減にも大きく寄与すること
ができる。
そこで、従来より種々の電力貯蔵法が提案されている。
たとえば、揚水発電が既に実施されているが、揚水発電
では設備が消費地から遠く隔たったところに設置されて
いる。したがって、この方法においては、送変電損失を
伴なうこと、ならびに環境面での立地に制約があること
などの問題点がある。それゆえに、揚水発電に代わる新
しい電力貯蔵技術の開発が望まれており、その１つとし
てレドックスフロー電池の開発が進められている。
では設備が消費地から遠く隔たったところに設置されて
いる。したがって、この方法においては、送変電損失を
伴なうこと、ならびに環境面での立地に制約があること
などの問題点がある。それゆえに、揚水発電に代わる新
しい電力貯蔵技術の開発が望まれており、その１つとし
てレドックスフロー電池の開発が進められている。
第５図は、従来より提案されているレドックスフロー電
池の概略構成図である。レドックスフロー電池は、セル
１、正極液タンク６、および負極液タンク５を備える。
池の概略構成図である。レドックスフロー電池は、セル
１、正極液タンク６、および負極液タンク５を備える。
セル１内は、たとえばイオン交換膜からなる隔膜２によ
り仕切られており、−刃側が正極セル１ａを構成し、他
方側が負極セル１ｂを構成している。正極セル１ａおよ
び負極セルｌｂ内には、それぞれ電極として正極４また
は負極３が設けられている。正極セル１ａには正極用電
解液を導入するための正極用電解液導入管３０が設けら
れている。また、正極セル１ａには、該正極セルｌａ内
に入っていた正極用電解液を流出させる正極用電解液流
出管３１が設けられている。正極用電解液導入管３０の
一端および正極用電解液流出管３１の一端は、正極液タ
ンク６に連結されている。
り仕切られており、−刃側が正極セル１ａを構成し、他
方側が負極セル１ｂを構成している。正極セル１ａおよ
び負極セルｌｂ内には、それぞれ電極として正極４また
は負極３が設けられている。正極セル１ａには正極用電
解液を導入するための正極用電解液導入管３０が設けら
れている。また、正極セル１ａには、該正極セルｌａ内
に入っていた正極用電解液を流出させる正極用電解液流
出管３１が設けられている。正極用電解液導入管３０の
一端および正極用電解液流出管３１の一端は、正極液タ
ンク６に連結されている。
負極セル１ｂには、負極用電解液を導入するための負極
用電解液導入管３２が設けられている。
用電解液導入管３２が設けられている。
また、負極セル１ｂには、負極セル１ｂ内に入っていた
負極用電解液を流出させる負極用電解液流出管３３が設
けられている。負極用電解液導入管３２の一端および負
極用電解液流出管３３の一端は、負極電解液タンク５に
連結されている。
負極用電解液を流出させる負極用電解液流出管３３が設
けられている。負極用電解液導入管３２の一端および負
極用電解液流出管３３の一端は、負極電解液タンク５に
連結されている。
第５図に示したレドックス７０−電池では、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
の水溶液を正極液タンク６、負極液タンク５に貯蔵し、
これをポンプＰ４．ポンプＰ２により、セル１に送液し
、酸化還元反応により、充放電を行なう。
イオン、クロムイオンのような原子価の変化するイオン
の水溶液を正極液タンク６、負極液タンク５に貯蔵し、
これをポンプＰ４．ポンプＰ２により、セル１に送液し
、酸化還元反応により、充放電を行なう。
たとえば、正極活物質としてＦｅａ＋／Ｆｅ２、負極活
物質としてＣ「２＋／Ｃｒ３＋を用い、それぞれ、塩酸
溶液とした場合、各酸化還元系の両極３．４における電
池反応は、下記の式のようになる０
放電 正極４側： Ｆｅ”÷＋ｅ −Ｅ２Ｆ ｅ ２÷負極３
側： Ｃｒ２”Ｅ＝Ｃｒ ３” 十。
物質としてＣ「２＋／Ｃｒ３＋を用い、それぞれ、塩酸
溶液とした場合、各酸化還元系の両極３．４における電
池反応は、下記の式のようになる０
放電 正極４側： Ｆｅ”÷＋ｅ −Ｅ２Ｆ ｅ ２÷負極３
側： Ｃｒ２”Ｅ＝Ｃｒ ３” 十。
充電
上述の式の電気化学反応により、約１ボルトの電圧が得
られる。
られる。
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
おり、電解液の送油量は運転中一定であった。また、充
電深度に応じて、電解液の流量を変化させるという先行
技術（特開昭６３−１５０８６３号公報）もあった。
おり、電解液の送油量は運転中一定であった。また、充
電深度に応じて、電解液の流量を変化させるという先行
技術（特開昭６３−１５０８６３号公報）もあった。
しかしながら、いずれの場合においても、電池へ出入り
する電力（あるいは電流）が時々刻々に変化するという
ことは、全く考慮されてぃなかった。このため、ポンプ
動力の低減という観点からは、従来のレドックスフロー
電池においては、必ずしも、常時、最適な流量の電解液
が流されているとはいえなかった。したがって、従来の
レドックスフロー電池は、ポンプ動力の低減によるシス
テム効率の向上という点からは、好ましい状況でなかっ
た。
する電力（あるいは電流）が時々刻々に変化するという
ことは、全く考慮されてぃなかった。このため、ポンプ
動力の低減という観点からは、従来のレドックスフロー
電池においては、必ずしも、常時、最適な流量の電解液
が流されているとはいえなかった。したがって、従来の
レドックスフロー電池は、ポンプ動力の低減によるシス
テム効率の向上という点からは、好ましい状況でなかっ
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、無用なポンプ動力を低減し、システムの効
率の向上を図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。また、この
発明の他の目的は、そのようなレドックスフロー電池の
運転方法を提供することを目的とする。
れたもので、無用なポンプ動力を低減し、システムの効
率の向上を図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。また、この
発明の他の目的は、そのようなレドックスフロー電池の
運転方法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］
この発明は、電極に電解液をポンプで循環送液し、該電
極上で充放電を行なわせるレドックスフロー電池にかか
るものである。そして、当該電池内を流れる電流を検知
する電流検知手段と、上記電流検知手段の検出した信号
に基づいて、上記ポンプの動力を加減し、それによって
上記電解液の送油量を制御する流量制御手段と、を備え
ている。
極上で充放電を行なわせるレドックスフロー電池にかか
るものである。そして、当該電池内を流れる電流を検知
する電流検知手段と、上記電流検知手段の検出した信号
に基づいて、上記ポンプの動力を加減し、それによって
上記電解液の送油量を制御する流量制御手段と、を備え
ている。
この発明の他の局面に従うレドックスフロー電池の運転
方法は、電極に電解液をポンプで循環送液し、該電極上
で充放電を行なわせるレドックスフロー電池の運転方法
において、上記電池内を流れる電流を検知し、その結果
に基づいて、上記ポンプの動力を加減し、それによって
電解液の送油量を適宜変化させることを特徴とする。
方法は、電極に電解液をポンプで循環送液し、該電極上
で充放電を行なわせるレドックスフロー電池の運転方法
において、上記電池内を流れる電流を検知し、その結果
に基づいて、上記ポンプの動力を加減し、それによって
電解液の送油量を適宜変化させることを特徴とする。
［作用］
この発明に従うレドックスフロー電池およびその運転方
法の作用は次のとおりである。
法の作用は次のとおりである。
すなわち、予め、電池内を流れる電流値と、その際の最
適な電解液流量との関係を求めておき、このデータを流
量制御手段にインプットしておく。
適な電解液流量との関係を求めておき、このデータを流
量制御手段にインプットしておく。
充放電運転中、電流値が変化した場合には、電流検知手
段がその変化を検知し、その電流値に応じて、ポンプの
動力を加減し、それによって電解液の送油量を制御する
。したがって、ポンプの動力が無駄にならない。その結
果、電池システムの効率は向上する。
段がその変化を検知し、その電流値に応じて、ポンプの
動力を加減し、それによって電解液の送油量を制御する
。したがって、ポンプの動力が無駄にならない。その結
果、電池システムの効率は向上する。
［実施例］
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図は、本発明の一実施例にかかるレドックスフロー電池
の概略図である。第１図に示す実施例は、以下の点を除
いて、第５図に示す従来例と同様であり、相当する部分
には同一の参照番号を付し、その説明を繰返さない。
図は、本発明の一実施例にかかるレドックスフロー電池
の概略図である。第１図に示す実施例は、以下の点を除
いて、第５図に示す従来例と同様であり、相当する部分
には同一の参照番号を付し、その説明を繰返さない。
第１図に示すレドックスフロー電池が、第５図に示すレ
ドックスフロー電池と異なる点の第１は、正極用電解液
導入管３０の管路内に流量計５１を設け、負極用電界液
導入管３２の管路内に流量計５２を設けている点である
。異なる点の第２は、電池に流れる電流をＭｊ定する電
流計５３を備えていることである。異なる点の第３は、
流量制御装置５４を備えている点である。電流計５３は
電池１内を流れる電流を検知し、その情報を流量制御袋
ｆｆ１５４に送る。流量計５１．５２は、そのときの電
解液の流量に関する情報を流量制御装置５４に送る。流
量制御装置５４には、電池内を流れる電流値と、その際
の最適な電解液流量との関係に関するデータがインプッ
トされている。流量制御装置５４は、このインプットさ
れたデータに基づいて、電流；１５３および流Ｗ；ｉｌ
’５１ 、 ５３の送ってくる情報を分析し、ポンプＰ
Ｉ＋ Ｐ２の動力を加減し、それによって、電解液の
送油量を変化させる。
ドックスフロー電池と異なる点の第１は、正極用電解液
導入管３０の管路内に流量計５１を設け、負極用電界液
導入管３２の管路内に流量計５２を設けている点である
。異なる点の第２は、電池に流れる電流をＭｊ定する電
流計５３を備えていることである。異なる点の第３は、
流量制御装置５４を備えている点である。電流計５３は
電池１内を流れる電流を検知し、その情報を流量制御袋
ｆｆ１５４に送る。流量計５１．５２は、そのときの電
解液の流量に関する情報を流量制御装置５４に送る。流
量制御装置５４には、電池内を流れる電流値と、その際
の最適な電解液流量との関係に関するデータがインプッ
トされている。流量制御装置５４は、このインプットさ
れたデータに基づいて、電流；１５３および流Ｗ；ｉｌ
’５１ 、 ５３の送ってくる情報を分析し、ポンプＰ
Ｉ＋ Ｐ２の動力を加減し、それによって、電解液の
送油量を変化させる。
実施例１
電極面積３０００Ｃｍ２を有する電池単セルを６０セル
直列積層し、電池セルを試作した。この電池セルを、第
１図に示すレドックスフロー電池に組込み、充放電を実
施した。充放電の条件は、第２図に示すように行なった
。すなわち、初期は３ＫＷの電力で、中期は６ＫＷの電
力で、後期は３ＫＷの電力で、充電を行なった。また、
放電は、その初期は３ＫＷの電力で、中期は６ＫＷの電
力で、後期は３ＫＷの電力で行なった。
直列積層し、電池セルを試作した。この電池セルを、第
１図に示すレドックスフロー電池に組込み、充放電を実
施した。充放電の条件は、第２図に示すように行なった
。すなわち、初期は３ＫＷの電力で、中期は６ＫＷの電
力で、後期は３ＫＷの電力で、充電を行なった。また、
放電は、その初期は３ＫＷの電力で、中期は６ＫＷの電
力で、後期は３ＫＷの電力で行なった。
そして、第３図の実線５５に示すように、電力量に応し
て、電解液の流量の制御を行なわせた。
て、電解液の流量の制御を行なわせた。
すなわち、充電の初期では、流量は５０（電力６ＫＷの
ときの流量を１００とした場合の値）、中期では流量は
１００、後期ては流量は５０にされた。放電においても
同様である。水平方向に延びる破線５６は、常時流量を
一定にした場合のデータである。
ときの流量を１００とした場合の値）、中期では流量は
１００、後期ては流量は５０にされた。放電においても
同様である。水平方向に延びる破線５６は、常時流量を
一定にした場合のデータである。
実線５５（本発明）と破！！；Ｉ５６ （比較例）を比
較して明らかなように、実施例にかかる装置では、ポン
プの動力が明らかに低減され、電池システムの効率は向
上している。
較して明らかなように、実施例にかかる装置では、ポン
プの動力が明らかに低減され、電池システムの効率は向
上している。
［発明の効果］
以上説明したとおり、この発明に従うレドックスフロー
電池およびその運転方法によれば、時々刻々と変化する
充放電電流値に対して、常に最適な電解液流量が得られ
る。その結果、不要なポンプ動力が低減され、電力貯蔵
用システムの効率的な運用が行なえるようになる。すな
わち、充放電時の総合エネルギ効率が向上するという効
果を奏する。また、電気事業用としてだけでな（、太陽
電池と組合わせた分散型電源として使用した場合にも、
天候に応じて常に変化する太陽電池出力に応じた電解液
流量が得られ、非常に効果的となる。
電池およびその運転方法によれば、時々刻々と変化する
充放電電流値に対して、常に最適な電解液流量が得られ
る。その結果、不要なポンプ動力が低減され、電力貯蔵
用システムの効率的な運用が行なえるようになる。すな
わち、充放電時の総合エネルギ効率が向上するという効
果を奏する。また、電気事業用としてだけでな（、太陽
電池と組合わせた分散型電源として使用した場合にも、
天候に応じて常に変化する太陽電池出力に応じた電解液
流量が得られ、非常に効果的となる。
第１図は、この発明の一天施例にかかるレドックスフロ
ー電池の概略図である。 第２図は、充電時間（放電時間）と電力との関係図であ
る。 第３図は、充電時間（放電時間）と電解液の流量との関
係図である。 第４図は、電力需要曲線である。 第５図は、従来のレドックスフロー電池の概略図である
。 図において、３は負極、４は正極、５は負極液タンク、
６は正極液タンク、５１．５２は流量計、５３は電流計
、５４は流量制御装置、Ｐ、、Ｐ２はポンプである。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 第４図 ３： −オｂ ４；１島） ５；φ極５皮タシフ
６；正ち膚２シフ５１ ！ ５２ ； 流ｔｉｔ
ｓ ３：ｆｉ４ミーｉｉ Ｓ４ 二湊＠
ａ、＋ 呵Ｓｒ＠Ｎ（左室） （オタ電）
ー電池の概略図である。 第２図は、充電時間（放電時間）と電力との関係図であ
る。 第３図は、充電時間（放電時間）と電解液の流量との関
係図である。 第４図は、電力需要曲線である。 第５図は、従来のレドックスフロー電池の概略図である
。 図において、３は負極、４は正極、５は負極液タンク、
６は正極液タンク、５１．５２は流量計、５３は電流計
、５４は流量制御装置、Ｐ、、Ｐ２はポンプである。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 第４図 ３： −オｂ ４；１島） ５；φ極５皮タシフ
６；正ち膚２シフ５１ ！ ５２ ； 流ｔｉｔ
ｓ ３：ｆｉ４ミーｉｉ Ｓ４ 二湊＠
ａ、＋ 呵Ｓｒ＠Ｎ（左室） （オタ電）
Claims (2)
- （１）電極に電解液をポンプで循環送液し、該電極上で
充放電を行なわせるレドックスフロー電池において、 当該電池内を流れる電流を検知する電流検知手段と、 前記電流検知手段の検出した信号に基づいて、前記ポン
プの動力を加減し、それによって前記電解液の送油量を
制御する流量制御手段と、 を備えたことを特徴とする、レドックスフロー電池。 - （２）電極に電解液をポンプで循環送液し、該電極上で
充放電を行なわせるレドックスフロー電池の運転方法に
おいて、 前記電池内を流れる電流を検知し、その結果に基づいて
、前記ポンプの動力を加減し、それによって電解液の送
油量を適宜変化させることを特徴とする、レドックスフ
ロー電池の運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2115635A JPH0412464A (ja) | 1990-05-01 | 1990-05-01 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP2115635A JPH0412464A (ja) | 1990-05-01 | 1990-05-01 | レドックスフロー電池およびその運転方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0412464A true JPH0412464A (ja) | 1992-01-17 |
Family
ID=14667526
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2115635A Pending JPH0412464A (ja) | 1990-05-01 | 1990-05-01 | 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) | JPH0412464A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07220750A (ja) * | 1994-02-07 | 1995-08-18 | Hiroshi Yokose | 電解液流機構改良型レドックスフロー電池 |
| WO2003092110A1 (fr) * | 2002-04-23 | 2003-11-06 | Sumitomo Electric Industries,Ltd. | Procede de conception d'un systeme de batterie redox a circulation constante |
| WO2003092109A1 (fr) * | 2002-04-23 | 2003-11-06 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Procede d'actionnement d'un systeme de batterie a flux redox |
| WO2015122390A1 (ja) * | 2014-02-17 | 2015-08-20 | 住友電気工業株式会社 | レドックスフロー電池システム、及びレドックスフロー電池の運転方法 |
-
1990
- 1990-05-01 JP JP2115635A patent/JPH0412464A/ja active Pending
Cited By (9)
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