JPS59101779A - 亜鉛−臭素バツテリシステムのｐＨを維持するための方法及び装置 - Google Patents

亜鉛−臭素バツテリシステムのｐＨを維持するための方法及び装置

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JPS59101779A
JPS59101779A JP58133549A JP13354983A JPS59101779A JP S59101779 A JPS59101779 A JP S59101779A JP 58133549 A JP58133549 A JP 58133549A JP 13354983 A JP13354983 A JP 13354983A JP S59101779 A JPS59101779 A JP S59101779A
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    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/36—Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34
    • H01M10/365—Zinc-halogen accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は亜鉛−臭素バツテリシステムに関し、よシ、詳
細には、亜鉛−臭素バッテリのｐＨ値を維持するための
方法及び装置に関する。
亜鉛−美累パツｆりは近年、将来の発展性あるシステム
として大きな関心を集めている。基礎的表亜鉛−臭素バ
ツテリシステムは米国特許第４．１０５．８・２９号に
開示されている。
亜鉛−臭素システムは循環されている電解液を備えた一
連の電池をきむ。電解液はバッテリシステムが作動して
いない時には貯ｇ槽に貯蔵されている。
亜鉛−臭素バッテリの作動中、少量の水素が生成する。
このような分解水素はシステムのｐＨ１−高めるように
作用し、酸化亜鉛／水酸化亜鉛固体が形成されるという
結果をもたらす。これらの固体はバッテリの機能を妨害
するため、該固体の生成を阻止することが望まれる。
本発明は形成された水素を臭素と反応させて、前記固体
が形成される前に、酸を形成することによシこの水素を
消費するものである。かかる処置によって、ｐｉ（の上
昇と不都合な酸化亜鉛／水酸化亜鉛固体の形成が防止さ
れる。
米国特許第４，１１３，９２４号には、帯電補助電極を
用いて分解水素ガスを消費する電気化学亜鉛ハロｒ／１
！池について記載されている。
上記のバッテリはいくつかの欠点を有する。そのうちの
１つは、前記補助゛電極が密封系としての機能を実質的
に果しているだけ左ので、電極を包囲するほどに多量の
水素が蓄積されていることである。
かかる補助電極装置は電池の中で出力電極に対して且つ
その近傍でほぼ杯状を成している。しかし、これは、分
解水素が、システム全体に亘り。
循環電解液によって、薄いベール状の状態でガス空間に
送られる循環システムでは効率的ではない。
本発明は、補助電力源を必要とせずに且つ水素ガスの蓄
積を起さずに、分解水素ガスを連続的に変換するもので
ある。
本発明は亜鉛−臭素パツテリシステムにおいて分解水素
ガスを臭素と再結合するための方法及び装置に関する。
分解水素ガスは水素イオンおよび臭素イオンの形成を促
進する触媒の存在下で臭素と反応する。水素ガスが消費
されると、システムのｐＨは所定の値に実質的に維持さ
れる。
水素イオンおよび臭素イオンを形成するための触媒はル
テニウムもしくはプラチナを含むことができる。しかし
ながら、プラチナは電解液に溶けることがあり、ついに
は亜鉛電極に析出してしまう。従って、亜鉛上に析出し
ないルテニウムが長期使用システムにおいて好ましい。
採用し得る他の触媒には焼成硫化金属、高表面積活性炭
及び酸化物担持金属が挙げられる。触媒は亜鉛−臭素循
環システムの貯蔵槽中に配設させることによって容易に
用いられる。触媒は気／液界面あるいは液相上の気体中
に置くことができる。
本発明の目的は改良された亜鉛−臭素）４ツテリシステ
ムを提供することにある。
本発明の別の目的は亜鉛、−臭素ノｔツテリのｐＨ値を
維持する手段を提供することにある。
本発明の更に別の目的は循環亜鉛−臭素システムにおい
て分解水素ガスを臭素と再結合する手段を提供すること
Ｋある。
前記並び忙その他の本発明の目的は、添付図面に関連し
て考察される以下の詳細な聯明によってよ）一層明白と
なシ、かつよル一層良く理解されるであろう。
一般的にいえば、亜鉛ハロダンバッテリは少量の水素を
生成する。実際の作用は次の反応式で表わされる。
Ｚｎ　　＋２Ｈ２０−＋Ｚｎ　　＋２０Ｈ″″＋Ｈ２ｔ
ｉ）かかる反応によってシステムのｐＨが上昇する。
ｐＨの上昇は、ついｋはバッテリの種卵を妨害しうる酸
化亜鉛／水酸化亜鉛固体の形成に導く。゛作動中の亜鉛
ハロｒンパツテリが発生する気体の量は充電工程におい
て生成される金属亜鉛とハロゲンの量に等しい。上記工
程による亜鉛の消費によって、システム内に当量の臭素
が残存する。
水素と「残存」臭素との反応によるＨｅｒの生成を通し
てｐＨが元に戻される。この反応は次式に〜よって詳細
に説明される。
Ｈ２＋　８ｒ２−＋　２ＨＢｒ　→２Ｈ＋　２Ｂｒ−（
２１２Ｈ＋２０Ｈ″″→２Ｈ２０（３） 総合反応式は以下の通りである。
Ｚｎ　＋　Ｈ２Ｏ−ｅ　Ｈ２＋　Ｚｎ　　＋　２０Ｈ″
″　　　　　（４）Ｈ２千５ｒ２−＋　２８　＋　２８
ｒ″″　　　　　　　（５）２Ｈ＋２０Ｈ″″→２Ｈ２
０（６） Ｚｎ　　−１−Ｂ「２→Ｚｎ　　＋　２８ｒ−（７）水
素と臭素はルテニウムなどの触媒の存在下で結合するこ
とができる。
第１図について説明する。第１図には亜鉛−臭素循環バ
ッテリシステムの貯蔵槽１ｏが示されてい石・。
水素イオンおよび臭素イオンの形成を促進する触媒１１
（ルテニウム）が貯蔵槽１ｏ内の気／液界面に置かれて
いる。触媒１１は第１ａ図に更に詳細に図示されている
。
気相中の水素は気／液／触媒１１界面忙拡散し、コノ界
面において、水素は酸化して２個のプロトンとなシ、電
子を電子電導基質に放出する。この電子は別の領域に伝
導され、その領域において、電解液からの臭素が電気化
学的に２個の臭素に転化される。実際の反応は次式で表
わされる。
Ｈ２＋　Ｂｒ２→２Ｈ＋２８ｒ−（８１かかる反応の電
位ｌｌ１１　、０８Ｖである。界面領域においては水素
活性化触媒が必要であり、電解液領域においては対応す
る臭素活性化触媒が必要である。このシステムには高い
起電力（１，０８Ｖ）があるため、触媒活性は高くなく
てもよい◎バッテリシステムを作動させるＫあたり、第
１図に示すように、触媒部はバッテリ貯蔵槽中の気／液
界面においてシフト上で浮遊させることができる。
また、再結合システムを気相あるいは液相中に置くこと
もできる。気相においては、電解液からの臭素蒸気は水
素ガスと共に１気相中に保持され且つ水性Ｈｅｒで湿潤
されている触媒にまで拡散する。前記の反応が起きると
、　Ｈｅｒが水との共沸混合物として電解液に移り、こ
れによＦ）　ｐＨが元に戻される。
他のハロゲンについても、同様の肌理を適用し得る。
ルテニウムは、電解液に溶けたとしても、亜鉛電極上に
析出するという欠点を有していないため゛、プラチナな
どの他の触媒よシも好ましい。
【図面の簡単な説明】
第１図は、循環バッテリシステムの貯蔵１１中＋７）本
発明に係る触媒が所定位置に置かれた概略図であシ、第
１ａ図は、第１図の触媒の近傍で起こる化学反応の概略
図である。 １０・・・貯蔵槽、１１・・・触媒。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）　　亜鉛−１４，素バッテリシステムにおいて分
    解水素がスを臭素と再結合するための方法において、水
    素イオンと臭素イオンの形成を促進するため・の触媒の
    存在下で上記唾鉛−臭素システム内で分解水素ガスを臭
    素と反応させて上記分解水素ガスを消費させ、システム
    のｐＨを所定の値に実質的に維持させる工程を含む、上
    記方法。
  2. （２）前記触媒がルテニウムを含むことを特徴とする特
    許請求の範囲第（１）項記載の方法。
  3. （３）前記触媒が前記システムの気ン液界、面に置かれ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の方
    法。
  4. （４）前記触媒が前記システムの気相中に置かれる・こ
    とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の方法。
  5. （５）前記触媒が前記システムの貯蔵槽中に置かれるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の方法。
  6. （６）　　前記触媒が前記システムの液相中で自由浮遊
    状態にあ、ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）
    項記載の方法。
  7. （７）　　亜鉛−臭素バッテリシステムのｐＨが所定の
    値に実質的に維持されるように該システムの分解水素ガ
    スを消費する亜鉛−臭素バッテリシステムにおいて、 上記分解水素がス及び臭素の存在下で、水素イオンと臭
    素イオンの形成を促進する触媒を含むことを特徴とする
    、上記亜鉛−臭素バッテリシステム。
  8. （８）前記触媒がルテニウムを含むことを特徴とする特
    許請求の範囲第（７）項記載の亜鉛−臭素バッテリシス
    テム。
  9. （９）前記触媒が前記システムの気／液界面（置かれる
    ことを特徴とする特許請求の範囲第（７）項記載の亜鉛
    −臭素バッテリシステム。 叫　前記触媒が前記システムの液相中で自由浮遊状態に
    あることを特徴とする特許請求の範囲第（７）項記載の
    亜鉛−臭素バッテリシステム。
JP58133549A 1982-12-01 1983-07-21 亜鉛−臭素バツテリシステムのｐＨを維持するための方法及び装置 Expired - Lifetime JPH0626141B2 (ja)

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US44596982A 1982-12-01 1982-12-01
US445969 1982-12-01

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JPH0626141B2 JPH0626141B2 (ja) 1994-04-06

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JP58133549A Expired - Lifetime JPH0626141B2 (ja) 1982-12-01 1983-07-21 亜鉛−臭素バツテリシステムのｐＨを維持するための方法及び装置

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JP (1) JPH0626141B2 (ja)
AT (1) ATE25304T1 (ja)
AU (1) AU558832B2 (ja)
CA (1) CA1202071A (ja)
DE (1) DE3369604D1 (ja)

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EP0113159A1 (en) 1984-07-11
EP0113159B1 (en) 1987-01-28
AU1699783A (en) 1984-06-07
ATE25304T1 (de) 1987-02-15
JPH0626141B2 (ja) 1994-04-06
DE3369604D1 (en) 1987-03-05
CA1202071A (en) 1986-03-18

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