JPH044568A - レドックスフロー電池 - Google Patents
レドックスフロー電池Info
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- JPH044568A JPH044568A JP2103526A JP10352690A JPH044568A JP H044568 A JPH044568 A JP H044568A JP 2103526 A JP2103526 A JP 2103526A JP 10352690 A JP10352690 A JP 10352690A JP H044568 A JPH044568 A JP H044568A
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- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 2
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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
この発明はレドックスフロー電池に関するものであり、
特に、電力貯蔵効率が高くな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。
特に、電力貯蔵効率が高くな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。
［従来の技術］
電力会社は、安定した電力を需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２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２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、電力を効率よ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２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
２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２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原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２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
２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２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原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、揚水発電がすで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
などの問題がある。それゆえに、揚水発電に変わる新し
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。
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
などの問題がある。それゆえに、揚水発電に変わる新し
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３図は、既に提案さ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る。このレドックスフロー電
池１は流通型電池セル２（以下単にセル２という）、正
極液タンク３および負極液タンク４を備える。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２ａを構成し、他方側が負
極セル２ｂを構成している。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あるいは負極
７が設けられている。
一例を示す概略構成図である。このレドックスフロー電
池１は流通型電池セル２（以下単にセル２という）、正
極液タンク３および負極液タンク４を備える。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２ａを構成し、他方側が負
極セル２ｂを構成している。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あるいは負極
７が設けられている。
正極セル２ａ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１１が設けられている。また正極セル２ａ
には、該正極セル２ａ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１２が設けられている。正
極用電解液導入管１１の一端および正極用電解液流出管
１２の一端は、正極液貯蔵タンク３に連結されている。
電解液導入管１１が設けられている。また正極セル２ａ
には、該正極セル２ａ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１２が設けられている。正
極用電解液導入管１１の一端および正極用電解液流出管
１２の一端は、正極液貯蔵タンク３に連結されている。
負極セル２ｂ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１３が設けられている。
用電解液導入管１３が設けられている。
また、負極セル２ｂには、負極セル２ｂ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１４が設
けられている。負極電解液導入管１３の一端および負極
用電解液流出管１４の一端は、負極液タンク４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１４が設
けられている。負極電解液導入管１３の一端および負極
用電解液流出管１４の一端は、負極液タンク４に連結さ
れている。
第３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
ンの水溶液を正極液貯蔵タンク３゜負極液貯蔵タンク４
に貯蔵し、これをポンプＰｌ ＋Ｐ２で流通型電池セル
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
ンの水溶液を正極液貯蔵タンク３゜負極液貯蔵タンク４
に貯蔵し、これをポンプＰｌ ＋Ｐ２で流通型電池セル
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、正極活物質としてＦｅ”／Ｆ６３“、負極活
物質としてＣｒ２“／Ｃｒ３°、それぞれ、塩酸溶液と
した場合、各酸化還元系の両極６．７における電池反応
は、下記の式のようになる。
物質としてＣｒ２“／Ｃｒ３°、それぞれ、塩酸溶液と
した場合、各酸化還元系の両極６．７における電池反応
は、下記の式のようになる。
放電
正極側： Ｆｅ３” ＋ｅ−；ゴＦｅ”充電
放電
負極側：Ｃｒ”；ゴＣｒ”＋ｅ−
充電
上述の式の電気化学反応により、約１ｖの電力が得られ
る。
る。
［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
いた。したがって、電池セル２が電解液貯蔵タンク（３
，４）内に蓄えられた電解液の液面よりも、低い位置に
配置されている場合には、電池セル２の内部に、および
送液・排液管路（１１，１２，１３，１４）中に、常に
電解液が充填された状態になっていた。その結果、充電
を終え、電解液の送液を停止させた状態（すなわち、電
力を貯蔵している状態）において、管路を通して自己放
電電流（一般には、シャントカレントと呼ばれる）が生
じ、また、電池セル２内の隔膜５を通しての、正極電解
液および負極電解液の混合による自己放電現象が生じ、
電力貯蔵効率の点から好ましくない状況であった。
いた。したがって、電池セル２が電解液貯蔵タンク（３
，４）内に蓄えられた電解液の液面よりも、低い位置に
配置されている場合には、電池セル２の内部に、および
送液・排液管路（１１，１２，１３，１４）中に、常に
電解液が充填された状態になっていた。その結果、充電
を終え、電解液の送液を停止させた状態（すなわち、電
力を貯蔵している状態）において、管路を通して自己放
電電流（一般には、シャントカレントと呼ばれる）が生
じ、また、電池セル２内の隔膜５を通しての、正極電解
液および負極電解液の混合による自己放電現象が生じ、
電力貯蔵効率の点から好ましくない状況であった。
それゆえに、この発明の目的は、レドックスフロー電池
において、電力貯蔵効率を高めるように改良することに
ある。
において、電力貯蔵効率を高めるように改良することに
ある。
［課題を解決するための手段］
この発明は、電極に電解液を循環供給し、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係るものであ
る。当該レドックスフロー電池は、上記電極を収容する
電池セルと、上記電解液を蓄える電解液貯蔵タンクと、
を備えている。上記電池セルと上記電解液貯蔵タンクと
の間には、該電池セルと該電解液貯蔵タンクとの間で上
記電解液を循環させるための管路が設けられている。上
記電池セルは、上記電解液貯蔵タンク内に蓄えられた上
記電解液の液面よりも、上方位置に配置されている。
放電を行なわせるレドックスフロー電池に係るものであ
る。当該レドックスフロー電池は、上記電極を収容する
電池セルと、上記電解液を蓄える電解液貯蔵タンクと、
を備えている。上記電池セルと上記電解液貯蔵タンクと
の間には、該電池セルと該電解液貯蔵タンクとの間で上
記電解液を循環させるための管路が設けられている。上
記電池セルは、上記電解液貯蔵タンク内に蓄えられた上
記電解液の液面よりも、上方位置に配置されている。
［作用コ
本発明に係るレドックスフロー電池によれば、電池セル
が、電解液貯蔵タンク内に蓄えられた電解液の液面より
も、上方位置に配置されているので、充電後、ポンプを
停止し、電解液の送液を停止すると、電池セル内および
配管内に充填されていた電解液は、重力により、すべて
電解液貯蔵タンク内に自然に戻る。したがって、電池セ
ル内および管路内に、電解液が存在しないため、上記シ
ャントカレントは生じない、また隔膜を通しての、正極
電解液および負極電解液の混合による自己放電現象は生
じない。
が、電解液貯蔵タンク内に蓄えられた電解液の液面より
も、上方位置に配置されているので、充電後、ポンプを
停止し、電解液の送液を停止すると、電池セル内および
配管内に充填されていた電解液は、重力により、すべて
電解液貯蔵タンク内に自然に戻る。したがって、電池セ
ル内および管路内に、電解液が存在しないため、上記シ
ャントカレントは生じない、また隔膜を通しての、正極
電解液および負極電解液の混合による自己放電現象は生
じない。
［実施例コ
第１図は、この発明の一実施例に係るレドックスフロー
電池の概略図である。なお、第１図において、第３図に
示す従来例で示された部材または要素と同一または相当
する部分については、同一の参照番号を付し、その説明
を繰返さない。
電池の概略図である。なお、第１図において、第３図に
示す従来例で示された部材または要素と同一または相当
する部分については、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３図に示すレド
ックスフロー電池と異なる点は、電池セル２が、電解液
貯蔵タンク（３，４）に蓄えられた電解液の液面（２０
，２１）よりも、上方位置に配置されている点である。
ックスフロー電池と異なる点は、電池セル２が、電解液
貯蔵タンク（３，４）に蓄えられた電解液の液面（２０
，２１）よりも、上方位置に配置されている点である。
このように構成されているので、充電後、ポンプｐ、、
ｐ２を停止し、電解液の送液を停止すると、電池セル２
内および管路（１１，１２，１３，１４）内に充填され
ていた電解液は、重力により、電解液貯蔵タンク（３，
４）内に、すべて戻る。したがって、電池セル２内およ
び管路（１１，１２，１３，１４）内に電解液が存在し
なくなるため、電力を貯蔵している状態において、シャ
ントカレントは生じない。また、隔膜５を通しての、正
極電解液および負極電解液の混合による自己放電現象は
生じない。
ｐ２を停止し、電解液の送液を停止すると、電池セル２
内および管路（１１，１２，１３，１４）内に充填され
ていた電解液は、重力により、電解液貯蔵タンク（３，
４）内に、すべて戻る。したがって、電池セル２内およ
び管路（１１，１２，１３，１４）内に電解液が存在し
なくなるため、電力を貯蔵している状態において、シャ
ントカレントは生じない。また、隔膜５を通しての、正
極電解液および負極電解液の混合による自己放電現象は
生じない。
その結果、電力貯蔵効率は向上する。
以下、具体例を以て、この発明をさらに詳細に説明する
。
。
実施例
電極面積３０００ｃｍ２を有するセル６０セルを積層し
た電池セルを試作し、出力約６ｋｗ、放電容量約４Ｈの
電池を試作した。この電池セルを、第１図を参照して、
電解液貯蔵タンク３，４内に蓄えられた電解液の液面（
２０，２１）よりも、上方位置に配置し、レドックスフ
ロー電池を構成した。充電を完了した時点で、ポンプＰ
、、Ｐ２を止め、電解液の送液を停止した。すると、電
池セル２内の電解液および管路（１１，１２，１３゜１
４）内の電解液はすべて、電解液貯蔵タンク（３，４）
内に戻った。この状態で２４時間放置した。２４時間後
、放電を行なった。２４時間放置した場合と放置せずに
即放電を行なった場合とを比べてみると、放電可能電池
容量は、２４時間放置した場合においても、はとんど減
少していないことが認められた。
た電池セルを試作し、出力約６ｋｗ、放電容量約４Ｈの
電池を試作した。この電池セルを、第１図を参照して、
電解液貯蔵タンク３，４内に蓄えられた電解液の液面（
２０，２１）よりも、上方位置に配置し、レドックスフ
ロー電池を構成した。充電を完了した時点で、ポンプＰ
、、Ｐ２を止め、電解液の送液を停止した。すると、電
池セル２内の電解液および管路（１１，１２，１３゜１
４）内の電解液はすべて、電解液貯蔵タンク（３，４）
内に戻った。この状態で２４時間放置した。２４時間後
、放電を行なった。２４時間放置した場合と放置せずに
即放電を行なった場合とを比べてみると、放電可能電池
容量は、２４時間放置した場合においても、はとんど減
少していないことが認められた。
比較例
上の実施例と同様の電池セルを試作し、この電池セルを
第３図を参照して、電解液貯蔵タンク３゜４内に蓄えら
れた電解液の液面よりも、下方位置に配置し、レドック
スフロー電池を構成した。充電を完了した時点で、ポン
プｐ、、ｐ２を止め、電解液の送液を停止した。この状
態で、２４時間放置した。２４時間後放電を行なった。
第３図を参照して、電解液貯蔵タンク３゜４内に蓄えら
れた電解液の液面よりも、下方位置に配置し、レドック
スフロー電池を構成した。充電を完了した時点で、ポン
プｐ、、ｐ２を止め、電解液の送液を停止した。この状
態で、２４時間放置した。２４時間後放電を行なった。
放置せずに即放電を行なった場合に比し、放電可能電池
容量は２％程度減少していた。
容量は２％程度減少していた。
［発明の効果］
以上説明したとおり、この発明に係るレドックスフロー
電池によれば電池セルが、電解液貯蔵タンクに蓄えられ
た電解液の液面よりも、上方位置に配置されているので
、充電後、電解液の送液を停止すると、電池セル内およ
び管路内に充填されていた電解液は、重力により、電解
液貯蔵タンク内に、自然に戻る。したがって、電池セル
内および管路内に電解液が存在しなくなるため、シャン
トカレントは生じない、また隔膜を通しての、正極電解
液および負極電解液の混合による自己放電現象は生じな
い。その結果、電力貯蔵効率が向上するという効果を奏
する。
電池によれば電池セルが、電解液貯蔵タンクに蓄えられ
た電解液の液面よりも、上方位置に配置されているので
、充電後、電解液の送液を停止すると、電池セル内およ
び管路内に充填されていた電解液は、重力により、電解
液貯蔵タンク内に、自然に戻る。したがって、電池セル
内および管路内に電解液が存在しなくなるため、シャン
トカレントは生じない、また隔膜を通しての、正極電解
液および負極電解液の混合による自己放電現象は生じな
い。その結果、電力貯蔵効率が向上するという効果を奏
する。
第１図は、この発明の一実施例に係るレドックスフロー
電池の概略図である。第２図は、電力需要曲線を示す図
である。第３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、２は電池セル、３は正極電解液貯蔵タンク
、４は負極電解液貯蔵タンク、６は正極、７は負極、１
１は正極用電解液導入管、１２は正極用電解液流出管、
１３は負極用電解液導入管、１４は負極用電解液流出管
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。 ち１図 も３区
電池の概略図である。第２図は、電力需要曲線を示す図
である。第３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、２は電池セル、３は正極電解液貯蔵タンク
、４は負極電解液貯蔵タンク、６は正極、７は負極、１
１は正極用電解液導入管、１２は正極用電解液流出管、
１３は負極用電解液導入管、１４は負極用電解液流出管
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。 ち１図 も３区
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 電極に電解液を循環供給し、該電極上で充放電を行なわ
せるレドックスフロー電池であって、前記電極を収容す
る電池セルと、 前記電解液を蓄える電解液貯蔵タンクと、 前記電池セルと前記電解液貯蔵タンクとの間に設けられ
、該電池セルと該電解液貯蔵タンクとの間で前記電解液
を循環させるための管路と、を備え、 前記電池セルは、前記電解液貯蔵液に蓄えられた前記電
解液の液面よりも、上方位置に配置されている、レドッ
クスフロー電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2103526A JPH044568A (ja) | 1990-04-19 | 1990-04-19 | レドックスフロー電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2103526A JPH044568A (ja) | 1990-04-19 | 1990-04-19 | レドックスフロー電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH044568A true JPH044568A (ja) | 1992-01-09 |
Family
ID=14356357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2103526A Pending JPH044568A (ja) | 1990-04-19 | 1990-04-19 | レドックスフロー電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH044568A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5764270A (en) * | 1994-03-05 | 1998-06-09 | Fujitsu Limited | Image forming apparatus with a plurality of image forming units |
| US7061205B2 (en) | 2002-04-23 | 2006-06-13 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for operating redox flow battery system |
| US8770225B2 (en) | 2009-07-24 | 2014-07-08 | Zhejiang Sanhua Climate And Appliance Controls Group Co., Ltd | End cover and four-way reversing valve using the same and assembling method thereof |
| JP2015506542A (ja) * | 2011-12-20 | 2015-03-02 | ユナイテッド テクノロジーズ コーポレイションＵｎｉｔｅｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | スタンバイモードを有するフロー電池装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6235461A (ja) * | 1985-08-07 | 1987-02-16 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 電解液循環型２次電池 |
| JPH01264178A (ja) * | 1987-12-14 | 1989-10-20 | Nkk Corp | 電解液流通型電池の自己放電防止方法 |
-
1990
- 1990-04-19 JP JP2103526A patent/JPH044568A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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