JPH0656768B2 - レドツクスフロ−電池 - Google Patents
レドツクスフロ−電池Info
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- JPH0656768B2 JPH0656768B2 JP62053581A JP5358187A JPH0656768B2 JP H0656768 B2 JPH0656768 B2 JP H0656768B2 JP 62053581 A JP62053581 A JP 62053581A JP 5358187 A JP5358187 A JP 5358187A JP H0656768 B2 JPH0656768 B2 JP H0656768B2
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- 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
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、レドックスプロー電池に関するものであ
り、特に、隔膜にアニオン基とカチオン基を形成させた
高分子基板フィルムを用いたレドックスフロー電池に関
するものである。
り、特に、隔膜にアニオン基とカチオン基を形成させた
高分子基板フィルムを用い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］ レドックスフロー電池に用いる隔膜の例として、ジビニ
ルベンゼン−スチレン共重合体にアニオン基またはカチ
オン基を導入したイオン交換膜がよく知られている（Ｃ
ＭＣ社出版：「イオン交換膜の最新応用技術」を参照さ
れたし）。また、特公昭６１−１８３０７号公報には、
第３Ａ図に示すような、高分子フィルムに親水性である
アクリル酸またはメタクリル酸のごときアニオン性モノ
マーを放射線化学反応でグラフトさせた、隔膜が開示さ
れている。
ルベンゼン−スチレン共重合体にアニオン基またはカチ
オン基を導入したイオン交換膜がよく知られている（Ｃ
ＭＣ社出版：「イオン交換膜の最新応用技術」を参照さ
れたし）。また、特公昭６１−１８３０７号公報には、
第３Ａ図に示すような、高分子フィルムに親水性である
アクリル酸またはメタクリル酸のごときアニオン性モノ
マーを放射線化学反応でグラフトさせた、隔膜が開示さ
れている。
また、第３Ｂ図に示すような、カチオン基を有する隔膜
とアニオン基を有する隔膜を２枚重ね合わせて作った隔
膜も知られている。
とアニオン基を有する隔膜を２枚重ね合わせて作った隔
膜も知られている。
さらに、第３Ｃ図に示すような、隔膜をモザイク状に分
割し、その一区間にカチオン基を形成し、他の区間にア
ニオン基を形成した、隔膜も公知である。
割し、その一区間にカチオン基を形成し、他の区間にア
ニオン基を形成した、隔膜も公知である。
［発明が解決しようとする問題点］ ところで、レドックスフロー電池に用いる隔膜の役割は
２つある。１つは電解質を保持し電解質の移動を防止す
ることであり、もう１つはある種のイオン（たとえばＨ
＋イオン）を透過させ、電気伝導性を付与することであ
る。この２つは、一般的に相反する性質のものである。
すなわち、電解質の隔離性を良くすれば電気伝導性が低
下し、電気伝導性を良くすれば電解質の隔離性が低下す
る。電気伝導性の低下および電解質の隔離性低下は電池
のエネルギ効率の低下につながる。
２つある。１つは電解質を保持し電解質の移動を防止す
ることであり、もう１つはある種のイオン（たとえばＨ
＋イオン）を透過させ、電気伝導性を付与することであ
る。この２つは、一般的に相反する性質のものである。
すなわち、電解質の隔離性を良くすれば電気伝導性が低
下し、電気伝導性を良くすれば電解質の隔離性が低下す
る。電気伝導性の低下および電解質の隔離性低下は電池
のエネルギ効率の低下につながる。
このような観点にたって従来の隔膜を見てみると、ジビ
ニルベンゼン−スチレン共重合体を用いたイオン交換膜
の場合には、電気伝導性は優れているが電解質の隔離性
は良くない。それゆえ、エネルギ効率が低下するとい
う、問題点がある。
ニルベンゼン−スチレン共重合体を用いたイオン交換膜
の場合には、電気伝導性は優れているが電解質の隔離性
は良くない。それゆえ、エネルギ効率が低下するとい
う、問題点がある。
また、第３Ａ図に示すような、親水性であるアニオン性
モノマーを放射線化学反応により高分子フィルムにグラ
フトさせた、隔膜についても同様である。
モノマーを放射線化学反応により高分子フィルムにグラ
フトさせた、隔膜についても同様である。
また、第３Ｂ図に示すような、カチオン基を有する隔膜
とアニオン基を有する隔膜を重ね合わせて得た隔膜の場
合には、カチオン基とアニオン基が共に存在するので、
電解質を保持する性能が優れる。また、カチオン基とア
ニオン基を併有していることにより、水への膨潤性が増
大するので、電気伝導性も優れてくる。第３Ｃ図に示す
ような、モザイク状にカチオン基とアニオン基が形成さ
れた隔膜にあっても同様である。それゆえ、これらの隔
膜をレドックス電池に応用すると、エネルギ効率の高い
ものが得られると考えられる。しかしながら、カチオン
基を有する隔膜とアニオン基を有する隔膜を重ね合わせ
たり、隔膜をモザイク状に分割し一区間にカチオン基を
形成し、他の区間にアニオン基を形成することは、非常
に手間がかかり、製造コストも高くつく。
とアニオン基を有する隔膜を重ね合わせて得た隔膜の場
合には、カチオン基とアニオン基が共に存在するので、
電解質を保持する性能が優れる。また、カチオン基とア
ニオン基を併有していることにより、水への膨潤性が増
大するので、電気伝導性も優れてくる。第３Ｃ図に示す
ような、モザイク状にカチオン基とアニオン基が形成さ
れた隔膜にあっても同様である。それゆえ、これらの隔
膜をレドックス電池に応用すると、エネルギ効率の高い
ものが得られると考えられる。しかしながら、カチオン
基を有する隔膜とアニオン基を有する隔膜を重ね合わせ
たり、隔膜をモザイク状に分割し一区間にカチオン基を
形成し、他の区間にアニオン基を形成することは、非常
に手間がかかり、製造コストも高くつく。
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、エネルギ効率が高くかつ製造コストの安価な
隔膜を用いたレドックスフロー電池を提供することを目
的とする。
たもので、エネルギ効率が高くかつ製造コストの安価な
隔膜を用いたレドックスフロー電池を提供することを目
的とする。
［問題点を解決するための手段］ この発明に係るレドックスフロー電池は、正極と負極と
の間を隔膜により分離し、正極に正極液を負極に負極液
を供給し、充放電を行なうレドックスフロー電池に係る
ものである。そして、同一高分子基板フィルムにアニオ
ン性モノマーおよびカチオン性モノマーをグラフト重合
させることによって、親水性に富むアニオン基と親水性
に富むカチオン基を前記同一高分子基板フィルム上に形
成させてなる膜を前記隔膜に用いることを特徴とする。
の間を隔膜により分離し、正極に正極液を負極に負極液
を供給し、充放電を行なうレドックスフロー電池に係る
ものである。そして、同一高分子基板フィルムにアニオ
ン性モノマーおよびカチオン性モノマーをグラフト重合
させることによって、親水性に富むアニオン基と親水性
に富むカチオン基を前記同一高分子基板フィルム上に形
成させてなる膜を前記隔膜に用いることを特徴とする。
本発明に用いる隔膜のベースとなる高分子フィルムに
は、特に制限はないが、一般にはエチレン，プロピレ
ン，ブテン，４−ペンテン−１，四フッ化エチレン，六
フッ化プロピレンの重合体またはその共重合体等が好ま
しく用いられる。
は、特に制限はないが、一般にはエチレン，プロピレ
ン，ブテン，４−ペンテン−１，四フッ化エチレン，六
フッ化プロピレンの重合体またはその共重合体等が好ま
しく用いられる。
また、本発明に用いる隔膜を製造するためのアニオン性
モノマーには、アニオン基を発生させるものであれば特
に制限されずに用いられるが、一般にはアクリル酸，メ
タクリル酸，スチレンスルホン酸，マレイン酸，イタコ
ン酸等が好ましく用いられる。
モノマーには、アニオン基を発生させるものであれば特
に制限されずに用いられるが、一般にはアクリル酸，メ
タクリル酸，スチレンスルホン酸，マレイン酸，イタコ
ン酸等が好ましく用いられる。
また、本発明に用いる隔膜を製造するためのカチオン性
モノマーには、カチオン基を発生させるものであれば特
に制限されず用いられるが、一般にはＮ，Ｎ−ジメチル
アミノエチルアクリレート塩化メチル４級塩，Ｎ，Ｎジ
メチルアミノプロピルアクリレート塩化メチル４級塩等
が好ましく用いられる。
モノマーには、カチオン基を発生させるものであれば特
に制限されず用いられるが、一般にはＮ，Ｎ−ジメチル
アミノエチルアクリレート塩化メチル４級塩，Ｎ，Ｎジ
メチルアミノプロピルアクリレート塩化メチル４級塩等
が好ましく用いられる。
［作用］ 作用を、Ｆｅ３＋／Ｃｒ２＋系レドックスフロー電池を
例にとり、説明する。
例にとり、説明する。
Ｆｅ３＋／Ｃｒ２＋系レドックスフロー電池は、隔膜を
介して隔てられた、Ｆｅ３＋イオン塩酸溶液とＣｒ２＋
イオン塩酸溶液間で、次式に示す電子移動を起こさせ
て、充放電を行なうものである。
介して隔てられた、Ｆｅ３＋イオン塩酸溶液とＣｒ２＋
イオン塩酸溶液間で、次式に示す電子移動を起こさせ
て、充放電を行なうものである。
第２Ａ図は、第３Ａ図に示す隔膜を用いて形成した、Ｆ
ｅ３＋／Ｃｒ２＋系レドックスフロー電池の概略構成図
であり、第２Ｂ図はカチオン基とアニオン基を併有する
隔膜を用いた本発明に係るＦｅ３＋／Ｃｒ２＋系レドッ
クスフロー電池の概略構成図である。
ｅ３＋／Ｃｒ２＋系レドックスフロー電池の概略構成図
であり、第２Ｂ図はカチオン基とアニオン基を併有する
隔膜を用いた本発明に係るＦｅ３＋／Ｃｒ２＋系レドッ
クスフロー電池の概略構成図である。
従来の隔膜１を用いた場合（第２Ａ図参照）、充放電時
に、Ｈ＋が正極と負極との間を透過する。このとき、Ｈ
＋イオンが隔膜を透過すると同時に、Ｆｅ３＋イオン等
も隔膜１を透過する。
に、Ｈ＋が正極と負極との間を透過する。このとき、Ｈ
＋イオンが隔膜を透過すると同時に、Ｆｅ３＋イオン等
も隔膜１を透過する。
一方、本発明に係るレドックスフロー電池に用いる隔膜
２には、同一高分子基板上にアニオン基だけでなく、さ
らにカチオン基をも形成されている（第２Ｂ図参照）。
それゆえ、隔膜２の表面のカチオン基により、Ｃ
ｒ２＋，Ｆｅ３＋イオンはイオン反発させられる。結果
として、これらは膜２を透過できなくなる。
２には、同一高分子基板上にアニオン基だけでなく、さ
らにカチオン基をも形成されている（第２Ｂ図参照）。
それゆえ、隔膜２の表面のカチオン基により、Ｃ
ｒ２＋，Ｆｅ３＋イオンはイオン反発させられる。結果
として、これらは膜２を透過できなくなる。
Ｈ＋もカチオンではあるが、その大きさは非常に小さ
い。そのためＨ＋イオンは、多少のイオン反発があって
も、隔膜２を透過できる。
い。そのためＨ＋イオンは、多少のイオン反発があって
も、隔膜２を透過できる。
また、アニオン基に加えて、さらにカチオン基が加わっ
ているので、隔膜２の水に対する膨潤度は、アニオン基
だけのものに比べて、さらに大きくなる。そのため、ア
ニオン基だけのものに比べて、隔膜２の抵抗がさらに小
さくなる。結果として、Ｈ＋イオンはさらに隔膜２を透
過しやすくなり、電気導電性が一層高まる。
ているので、隔膜２の水に対する膨潤度は、アニオン基
だけのものに比べて、さらに大きくなる。そのため、ア
ニオン基だけのものに比べて、隔膜２の抵抗がさらに小
さくなる。結果として、Ｈ＋イオンはさらに隔膜２を透
過しやすくなり、電気導電性が一層高まる。
また、同一高分子基板フィルムにアニオン性モノマーお
よびカチオン性モノマーをグラフト重合させるという簡
単な操作により、アニオン基およびカチオン基が共に形
成された隔膜が製造できる。それゆえ、これを用いたレ
ドックスフロー電池の製造コストは安くなる。
よびカチオン性モノマーをグラフト重合させるという簡
単な操作により、アニオン基およびカチオン基が共に形
成された隔膜が製造できる。それゆえ、これを用いたレ
ドックスフロー電池の製造コストは安くなる。
［実施例］ 以下、実施例により説明する。
実施例１〜３および比較例１〜３ 下記の条件でポリエチレンフィルムを製作し、電子線照
射、グラフト重合反応を行ない、隔膜を形成し電池特性
の評価を行なった。
射、グラフト重合反応を行ない、隔膜を形成し電池特性
の評価を行なった。
（１） ポリエチレンフィルムの製作 密度０．９３，メルトインデックス１．０のポリエチレ
ンをＤ−ダイで押出し、５０μｍ厚さのフィルムを押出
した。押出機ダイ温度は１６０℃である。
ンをＤ−ダイで押出し、５０μｍ厚さのフィルムを押出
した。押出機ダイ温度は１６０℃である。
（２） 使用した反応性モノマー アニオン性モノマーとしてアクリル酸、カチオン性モノ
マーとしてＮ，Ｎジメチルアミノエチルアクリレート塩
化メチル４級塩（６０％水溶液）を用いた。
マーとしてＮ，Ｎジメチルアミノエチルアクリレート塩
化メチル４級塩（６０％水溶液）を用いた。
（３） 電子線照射 ３００ kＶバンデグラフ電子線照射機を用い、−７６℃
で１０Ｍrad の電子線を照射した。
で１０Ｍrad の電子線を照射した。
（４） グラフト反応 第１のグラフト反応 ポリエチレンフィルムに１０Ｍrad の電子線を照射した
後、当該フィルムをアクリル酸中に浸漬し、４５℃で所
定の時間、加熱反応させた。
後、当該フィルムをアクリル酸中に浸漬し、４５℃で所
定の時間、加熱反応させた。
第２のグラフト反応 比較例１〜３の場合には必要のない工程であるが、上記
第１のグラフト反応後のポリエチレンフィルムを、さら
にＮ，Ｎジメチルアミノエチルアクリレート塩化メチル
４級塩の６０％水溶液中に浸漬し、４５℃で１０分間加
熱反応させた。
第１のグラフト反応後のポリエチレンフィルムを、さら
にＮ，Ｎジメチルアミノエチルアクリレート塩化メチル
４級塩の６０％水溶液中に浸漬し、４５℃で１０分間加
熱反応させた。
グラフト化しているかどうかの確認は、ＩＲスペクトル
分析で行なった。グラフト化することにより、もとの大
きさの４倍の大きさになる。それゆえ、ＩＲスペクトル
分析を行なうまでもなく、グラフト化の有無は肉眼で容
易に判定できた。グラフト化されたポリエチレンフィル
ムは、苛性ソーダの濃厚水溶液で中和した後、レドック
スフロー電池の隔膜に供した。
分析で行なった。グラフト化することにより、もとの大
きさの４倍の大きさになる。それゆえ、ＩＲスペクトル
分析を行なうまでもなく、グラフト化の有無は肉眼で容
易に判定できた。グラフト化されたポリエチレンフィル
ムは、苛性ソーダの濃厚水溶液で中和した後、レドック
スフロー電池の隔膜に供した。
（５） 電池特性の評価 上記工程で得た隔膜を、Ｆｅ３＋／Ｃｒ２＋系レドック
スフロー電池で評価した。
スフロー電池で評価した。
エネルギ効率は次式により求めた。
エネルギ効率（％） ＝電圧効率×電流効率×１００ 第１図は、試験に用いた、レドックスフロー電池の概略
構成図である。
構成図である。
レドックスフロー電池５は、電子セル６と、正極液タン
ク７と、負極液タンク８からなっている。電池セル６
は、電池用隔膜２０で隔離された、正極液層６a と負極
液層６b とからなっている。正極液層６a には正極９
が、負極液層６b には負極１０が浸漬されている。正極
液タンク７には、ＦｅＣｌ２の塩酸溶液が入っている。
ポンプＰにより、正極液層６a と正極液タンク７との間
で、該電解質液が一定の流量で循環する。正極液タンク
８には、ＣｒＣｌ３の塩酸溶液が入っている。ポンプＰ
により、負極液層６ｂと負極液タンク８との間で、当該
電解質溶液が一定の流量で循環する。
ク７と、負極液タンク８からなっている。電池セル６
は、電池用隔膜２０で隔離された、正極液層６a と負極
液層６b とからなっている。正極液層６a には正極９
が、負極液層６b には負極１０が浸漬されている。正極
液タンク７には、ＦｅＣｌ２の塩酸溶液が入っている。
ポンプＰにより、正極液層６a と正極液タンク７との間
で、該電解質液が一定の流量で循環する。正極液タンク
８には、ＣｒＣｌ３の塩酸溶液が入っている。ポンプＰ
により、負極液層６ｂと負極液タンク８との間で、当該
電解質溶液が一定の流量で循環する。
電池の条件は次のとおりである。
電極：１０cm２ 電解液 正極液：１モル／のＦｅＣｌ２１規定塩酸溶液、４ m
ｌ 負極液：１モル／のＣｒＣｌ３１規定塩酸溶液、４ m
ｌ 流量：４ mｌ／分 電流密度：５０ mＡ／cm２ 充電最高電圧：１．３Ｖ 結果を表１にまとめ、それぞれについて説明する。
ｌ 負極液：１モル／のＣｒＣｌ３１規定塩酸溶液、４ m
ｌ 流量：４ mｌ／分 電流密度：５０ mＡ／cm２ 充電最高電圧：１．３Ｖ 結果を表１にまとめ、それぞれについて説明する。
実施例１ 第１のグラフト反応時間２０分に、第２のグラフト反応
時間１０分を加えて、総反応時間３０分のグラフトをし
たものは、エネルギ効率７２％のレドックスフロー電池
になった。
時間１０分を加えて、総反応時間３０分のグラフトをし
たものは、エネルギ効率７２％のレドックスフロー電池
になった。
一方、比較例１から明らかなように、グラフト反応時間
３０分のものはエネルギ効率６９％のレドックスフロー
電池になった。
３０分のものはエネルギ効率６９％のレドックスフロー
電池になった。
実施例２ 第１のグラフト反応時間５０分に、第２のグラフト反応
時間１０分を加えて、総反応時間６０分のグラフト反応
をしたものは、エネルギ効率７７％のレドックスフロー
電池になった。
時間１０分を加えて、総反応時間６０分のグラフト反応
をしたものは、エネルギ効率７７％のレドックスフロー
電池になった。
一方、比較例２から明らかなように、グラフト反応時間
６０分のものはエネルギ効率７３％のレドックスフロー
電池になった。
６０分のものはエネルギ効率７３％のレドックスフロー
電池になった。
実施例３ 第１のグラフト反応時間８０分に、第２のグラフト反応
時間１０分を加え、総反応時間９０分のグラフト反応を
したものは、エネルギ効率８８％のレドックスフロー電
池になった。
時間１０分を加え、総反応時間９０分のグラフト反応を
したものは、エネルギ効率８８％のレドックスフロー電
池になった。
一方、比較例３から明らかなように、グラフト反応時間
９０分のものはエネルギ効率７２％のレドックスフロー
電池になった。
９０分のものはエネルギ効率７２％のレドックスフロー
電池になった。
次に、他の実施例および比較例を説明する。
実施例４〜６ 上記実施例１〜３では、１０Ｍrad の照射を１回だけ行
なったが、これを９Ｍrad の照射と１Ｍrad の照射の２
回に分けて、グラフト反応を行ない、隔膜を形成してみ
た。
なったが、これを９Ｍrad の照射と１Ｍrad の照射の２
回に分けて、グラフト反応を行ない、隔膜を形成してみ
た。
すなわち、ポリエチレンフィルムに−７６℃で９Ｍrad
の電子線を照射し、室温に戻した後、該フィルムをアク
リル酸中に浸漬して、４５℃で所定の時間、加熱反応さ
せる。次いで、該フィルムを−７５℃に冷却し、再び１
Ｍrad の電子線照射を行なった後、該フィルムを６０％
のＮ，Ｎジメチルアミノエチルアクリレート塩化メチル
４級塩水溶液中に浸漬し、４５℃で１０分加熱反応させ
た。
の電子線を照射し、室温に戻した後、該フィルムをアク
リル酸中に浸漬して、４５℃で所定の時間、加熱反応さ
せる。次いで、該フィルムを−７５℃に冷却し、再び１
Ｍrad の電子線照射を行なった後、該フィルムを６０％
のＮ，Ｎジメチルアミノエチルアクリレート塩化メチル
４級塩水溶液中に浸漬し、４５℃で１０分加熱反応させ
た。
そして、中和し、得られたフィルムをレドックスフロー
電池の膜に供して、電池特性を評価した。その結果を表
２に示す。
電池の膜に供して、電池特性を評価した。その結果を表
２に示す。
これらのフィルムを隔膜に用いて作成したレドックスフ
ロー電池のエネルギ効率は、実施例１〜３に挙げたもの
とほぼ同じ値を示した。
ロー電池のエネルギ効率は、実施例１〜３に挙げたもの
とほぼ同じ値を示した。
比較例４ ２５μｍ厚のポリエチレンフィルムに、実施例１と同様
の条件下で、１０Ｍrad の電子線を照射した後、アクリ
ル酸中、４５℃で９０分間加熱反応させた（Ａ）。これ
とは別途に、２５μｍ厚のポリエチレンに１Ｍrad の電
子線照射後、該フィルムをＮ，Ｎジメチルアミノエチル
アクリレート塩化メチル４級水溶液中に浸漬し、実施例
１と同様の条件下で、加熱反応させた（Ｂ）。
の条件下で、１０Ｍrad の電子線を照射した後、アクリ
ル酸中、４５℃で９０分間加熱反応させた（Ａ）。これ
とは別途に、２５μｍ厚のポリエチレンに１Ｍrad の電
子線照射後、該フィルムをＮ，Ｎジメチルアミノエチル
アクリレート塩化メチル４級水溶液中に浸漬し、実施例
１と同様の条件下で、加熱反応させた（Ｂ）。
次いで、得られたフィルム（Ａ）と（Ｂ）を２枚重ね
て、隔膜を形成した。これは、第３Ｂ図に示す従来例に
相当するものである。この隔膜を用いてレドックスフロ
ー電池を形成し、実施例１と同一の条件下で電池特性の
評価を行なったところ、電池効率９９％，電圧効率５４
％，エネルギ効率５３％の値が得られた。本比較例を、
実施例３と比較して、考察してみる。
て、隔膜を形成した。これは、第３Ｂ図に示す従来例に
相当するものである。この隔膜を用いてレドックスフロ
ー電池を形成し、実施例１と同一の条件下で電池特性の
評価を行なったところ、電池効率９９％，電圧効率５４
％，エネルギ効率５３％の値が得られた。本比較例を、
実施例３と比較して、考察してみる。
実施例３の場合、同一フィルム基板上にカチオン基とア
ニオン基がそれぞれ共存している。一方、比較例４の場
合、それぞれが別途の基板フィルムに形成され、該２つ
のフィルムが貼り合わされているにすぎない。この差異
が、エネルギ効率の顕著な差異として現われたものと考
えられる。
ニオン基がそれぞれ共存している。一方、比較例４の場
合、それぞれが別途の基板フィルムに形成され、該２つ
のフィルムが貼り合わされているにすぎない。この差異
が、エネルギ効率の顕著な差異として現われたものと考
えられる。
比較例５ ５０μｍ厚さのポリエチレンフィルムに、１Ｍrad の電
子線を照射し、Ｎ，Ｎジメチルアミノエチルアクリレー
ト塩化メチル４級塩のみをグラフトさせて隔膜を作り、
これを用いてレドックスフロー電池を形成し、電池特性
を測定した。その結果、電流効率９９％，電圧効率５０
％，エネルギ効率５０％のレドックスフロー電池を得
た。実施例３の場合には、同一フィルム基板上にカチオ
ン基とアニオン基が共に形成されているのに対し、比較
例５の場合にはカチオン基のみが形成されている。この
差異が顕著なエネルギ効率の差異として現われたものと
考えられる。
子線を照射し、Ｎ，Ｎジメチルアミノエチルアクリレー
ト塩化メチル４級塩のみをグラフトさせて隔膜を作り、
これを用いてレドックスフロー電池を形成し、電池特性
を測定した。その結果、電流効率９９％，電圧効率５０
％，エネルギ効率５０％のレドックスフロー電池を得
た。実施例３の場合には、同一フィルム基板上にカチオ
ン基とアニオン基が共に形成されているのに対し、比較
例５の場合にはカチオン基のみが形成されている。この
差異が顕著なエネルギ効率の差異として現われたものと
考えられる。
考察 本発明において、電圧効率の向上は、官能基量が多くな
ったことに起因する、隔膜の抵抗低下で説明できる。ま
た、電流効率の向上は、正イオン基を付加したことに起
因する、隔膜の液離隔性の向上で説明できる。
ったことに起因する、隔膜の抵抗低下で説明できる。ま
た、電流効率の向上は、正イオン基を付加したことに起
因する、隔膜の液離隔性の向上で説明できる。
エネルギ効率はこれらの積で表わされるので、電圧効率
の向上および電流効率の向上はエネルギ効率の向上につ
ながる。
の向上および電流効率の向上はエネルギ効率の向上につ
ながる。
なお、上記実施例ではポリエチレンフィルムを用いた場
合を例にして示したが、含フッ素高分子フィルムを用い
ても同様の効果が得られた。
合を例にして示したが、含フッ素高分子フィルムを用い
ても同様の効果が得られた。
また、上記実施例では、アニオン性モノマーとしてアク
リル酸を例にとり説明したが、前述の他の反応性モノマ
ーを用いても同様の結果が得られた。
リル酸を例にとり説明したが、前述の他の反応性モノマ
ーを用いても同様の結果が得られた。
［発明の効果］ 本発明に係るレドックスフロー電池は、以上説明したよ
うに、同一フィルム基板上にカチオン基とアニオン基が
共存した隔膜を用いている。そのため、官能基量が多く
なり隔膜の抵抗が減るために、電圧効率が向上する。ま
た、該隔膜は同一フィルム基板上にカチオン基を付加し
たものであるので、隔膜の液隔離性が上がり電流効率が
向上する。その結果、本発明に係るレドックスフロー電
池はエネルギ効率の高いものとなる。
うに、同一フィルム基板上にカチオン基とアニオン基が
共存した隔膜を用いている。そのため、官能基量が多く
なり隔膜の抵抗が減るために、電圧効率が向上する。ま
た、該隔膜は同一フィルム基板上にカチオン基を付加し
たものであるので、隔膜の液隔離性が上がり電流効率が
向上する。その結果、本発明に係るレドックスフロー電
池はエネルギ効率の高いものとなる。
また、本発明に係るレドックスフロー電池に用いる隔膜
は、同一フィルム基板上にカチオン基とアニオン基を一
括して導入したものであるので、従来の隔膜（第３Ｂ図
および第３Ｃ図）のごとき面倒な製造工程を経ることが
ない。それゆえ、これを用いたレドックスフロー電池の
製造コストは安くなる。
は、同一フィルム基板上にカチオン基とアニオン基を一
括して導入したものであるので、従来の隔膜（第３Ｂ図
および第３Ｃ図）のごとき面倒な製造工程を経ることが
ない。それゆえ、これを用いたレドックスフロー電池の
製造コストは安くなる。
第１図はこの発明の一実施例を示す概略構成図、第２Ａ
図および第２Ｂ図はこの発明に用いる隔膜の作用を説明
するための図、第３Ａ図、第３Ｂ図、第３Ｃ図は従来の
隔膜の模式図である。 図において、２は高分子基板フィルム、２a はアニオン
基、２b はカチオン基、５はレドックスフロー電池、２
０は隔膜である。
図および第２Ｂ図はこの発明に用いる隔膜の作用を説明
するための図、第３Ａ図、第３Ｂ図、第３Ｃ図は従来の
隔膜の模式図である。 図において、２は高分子基板フィルム、２a はアニオン
基、２b はカチオン基、５はレドックスフロー電池、２
０は隔膜である。
Claims (5)
- 【請求項１】正極と負極との間を隔膜により分離し、正
極に正極液を負極に負極液を供給し、充放電を行なうレ
ドックスフロー電池において、 前記隔膜が、同一高分子基板フィルムにアニオン性モノ
マーおよびカチオン性モノマーをグラフト重合させるこ
とによって、親水性に富むアニオン基と親水性に富むカ
チオン基を前記同一高分子基板フィルム上に形成させて
なる、膜であることを特徴とするレドックスフロー電
池。 - 【請求項２】前記高分子基板フィルムがポリオレフィン
フィルムまたは含フッ素高分子フィルムである特許請求
の範囲第１項記載のレドックスフロー電池。 - 【請求項３】前記グラフト重合は電子線照射により行な
われる特許請求の範囲第１項または第２項記載のレドッ
クスフロー電池。 - 【請求項４】前記アニオン性モノマーがアクリル酸であ
る特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載
のレドックスフロー電池。 - 【請求項５】前記カチオン性モノマーがＮ，Ｎジメチル
アミノエチルアクリレート塩化メチル４級塩である特許
請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載のレド
ックスフロー電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62053581A JPH0656768B2 (ja) | 1987-03-09 | 1987-03-09 | レドツクスフロ−電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62053581A JPH0656768B2 (ja) | 1987-03-09 | 1987-03-09 | レドツクスフロ−電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63221563A JPS63221563A (ja) | 1988-09-14 |
| JPH0656768B2 true JPH0656768B2 (ja) | 1994-07-27 |
Family
ID=12946806
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62053581A Expired - Fee Related JPH0656768B2 (ja) | 1987-03-09 | 1987-03-09 | レドツクスフロ−電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0656768B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1990002615A1 (en) * | 1988-09-08 | 1990-03-22 | Nippon Steel Corporation | Production method of stainless thin steel sheet having excellent surface luster and high corrosion resistance |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6101494B2 (ja) * | 2012-01-20 | 2017-03-22 | 旭化成株式会社 | レドックスフロー二次電池用電解質膜 |
-
1987
- 1987-03-09 JP JP62053581A patent/JPH0656768B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1990002615A1 (en) * | 1988-09-08 | 1990-03-22 | Nippon Steel Corporation | Production method of stainless thin steel sheet having excellent surface luster and high corrosion resistance |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63221563A (ja) | 1988-09-14 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |