JPS5913154B2 - レドツクス電池 - Google Patents

レドツクス電池

Info

Publication number
JPS5913154B2
JPS5913154B2 JP55081941A JP8194180A JPS5913154B2 JP S5913154 B2 JPS5913154 B2 JP S5913154B2 JP 55081941 A JP55081941 A JP 55081941A JP 8194180 A JP8194180 A JP 8194180A JP S5913154 B2 JPS5913154 B2 JP S5913154B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
positive electrode
redox
active material
electrode active
manganese
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP55081941A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS579073A (en
Inventor
浩子 金子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Agency of Industrial Science and Technology filed Critical Agency of Industrial Science and Technology
Priority to JP55081941A priority Critical patent/JPS5913154B2/ja
Priority to US06/246,255 priority patent/US4362791A/en
Publication of JPS579073A publication Critical patent/JPS579073A/ja
Publication of JPS5913154B2 publication Critical patent/JPS5913154B2/ja
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/18Regenerative fuel cells, e.g. redox flow batteries or secondary fuel cells
    • H01M8/184Regeneration by electrochemical means
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/36Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、従来、正極活物質として水溶液中で不安定
のため使用できなかつたマンガンレドックス系を用い、
これにキレート化剤または錯化剤を加えることにより実
用化を可能にしたレドックス電池に関するものである。
電力ぱ各種のエネルギーヘの変換が容易で制御し易く、
消費時の環境汚染がないので、エネルギー消費に占める
割合は年毎に増加している。
電力供給の特異な点は、生産と消費が同時に行われるこ
とである。この制約の中で、電力消費の変動に即応しな
がら、一定周波数、一定電圧の質の高い電力を高い信頼
性で送ることが、電力技術2慄題である。現状では、出
力は変えにくいが効率の高い原子力発電や新鋭火力発電
を、なるべく最高効率の定格で運転しながら、電力消費
の変動に応じて発電を行うのに適した水力発電などで、
昼間の大きな電力需要の増加をまかなつている。このた
め経済性の良好な原子力発電や新鋭火力発電による夜間
余剰電力を揚水発電によつて貯蔵している。しかし、揚
水発電の立地条件が次第にきびしくなるにつれて二次電
池による電力貯蔵方式がとク上げられてきた。二次電池
の中で、特にレドックス電池が注目されている。
この原理の概要について、第1図、第2図を用いて説明
する。第1図はレドックス電池を用いた電力貯蔵システ
ムの充電時の状態を示し、第2図は同じく放電時の状態
を示す。
これらの図において、1は発電所、2は変電設備、3は
負荷、4はインバータ、5はレドックス電池で、タンク
6a、6b、Ta、Tbとポンプ8、9および流通型電
解槽10から構成される。
流通型電解槽10は正極11と負極12、および両電極
間を分離する隔膜13とを備え、隔膜13で仕切られた
左右の室内には正極液14、負極液15が収容される。
正極液14は正極活物質としてFeイオンを含む塩酸溶
液とし、負極液15は負極活物質としてCrイオンを含
む塩酸溶液とする。次に作用について説明する。
発電所1で発電され変電設備2に送電された電力は適当
な電圧に変圧され、負荷3に供給されι一方、夜間にな
ク余剰電力が出ると、インバータ4により交直変換を行
い、レドックス電池5に充電が行われる。
この場合は、第1図に示すようにタンク6bからタンク
6aへ、タンクTaからタンク7bの方へポンプ8、9
で正極液14、負極液15を徐々に送サながら充電が行
われる。正極液14に正極活物質としてFeイオン、負
極液15に負極活物質としてCrイオンを使用する場合
、流通型電解槽10内で起る反応は下記第1〜3式中の
充電側の反応となる。放電 正極側:Fe3゛+ e■ Fe2゛・ ・ ・ ・
・ ・ ・ ・ ・ (ハ充電このようにして、電力が
正極液14、負極液15の中に蓄積される。
一方、供給電力が需要電力よりも少ない場合は、上記第
1〜3式中の放電側の反応が行われ、インバータ4によ
う直交変換が行われ、変電設備2を介して負荷3に電力
が供給される。
ところで、レドツクス電池5の充放電電圧は、その起電
力(開放端子電圧)により定まわ、起電力は2種のレド
ツクス系を正極液、負極液として組合せたレドツクス対
により決定される。
比較的有望な酸性水溶液を用いるレドツクス系を、第3
図により説明する。第3図は横軸にレドツクス系の標準
電極電位E、縦軸に飽和溶液濃度から算出されたレドツ
クス溶液単位体積あたわの貯蔵可能電気量Qを示す。
第3図は硫酸溶液でのレドツクス系の比較であつて、こ
の図を用いてレドツクス.系を対にしたときの水溶液1
dあたbの貯蔵可能電力量(KWhカイ)を推定できる
。Ti−Mn・レドツクス対を例にとれば、第3図の横
軸の電位差約1.2が起動力、縦軸の幾何平均の1/2
、約23KAVm3が貯蔵可能電気量となるので、両者
の積より約28KWhm−3のエネルギー密度が推定さ
れる。
この値は在来の鉛蓄電池と同程度である。さらに、第3
図中、E=Oと1.13Vを通る垂直な2本の実線は、
水の電解に伴う水素ガスと酸素ガス発生の平衡電位であ
り、この左右の実線よう著しく外側に位置するレドツク
ス系は、ガス発生により使用困難である。また、+0.
6V付近の縦の点線は上述のガス発生電位の中点を示し
、この線から両側に離れたレドツクス系が大きな起電力
を得る上で望ましい。正極液、負極液の種類、PHなど
により図のレドックス系の位置は相当に変化する。上述
のように、従来のレドツクス電池に使用する正極活物質
としては、Mn以外のBr2,Cl2,V等のレドツク
ス系があるが、いずれも高価または環境汚染の危険性が
あつた。
また、Mnは安価で環境汚染の心配もないが、水溶液中
で沈澱し不安定である。すなわち、マンガンレドツクス
系は、レドツクス電池の正極活物質として経済性をはじ
め溶解度などを含め有望であるが、水溶液中充電状態で
生成する3価のマンガンが不安定で、不均化などによl
)2酸化マンガンあるいはその水和物と見られる沈澱を
生成し易い欠点があつた。
この発明は上記の欠点を除去するためになされたもので
ある。
以下、この発明について説明すもこの発明ではマンガン
3価イオンと錯化ないしはキレート化する錯化剤ないし
はキレート化剤を添加することにより、マンガン3価化
合物が沈澱することなく安定に溶液中に存在できるよう
にした。この発明では、EDTAやピロリン酸などのキ
レート化剤あるいは錯化剤を添加することにより、Mn
−EDTA,Mn−ピロリン酸などを生成させ、上記の
目的を達成した。
第4図は正極活物質としてマンガンレドツクス系を用い
、キレート化剤としてピロリン酸を使用したときの電位
Ef)PHによる変化を測定したものである。
第4図において、横軸はPH、縦軸は電位E(V対SC
E)である。
この図から電位EはPHにより変化することがわかる。
たとえば、PH=0では、+0.95V対SCE(+1
.2V対NHE)である。これは第3図の臭素レドック
ス系の電位Eより正側にあり、錯化による起電力の損失
力2]\さい。ピロリン酸による錯化により溶液が安定
化され、かつマンガンピロリン酸は溶解度が高いので、
貯蔵可能電気量も大である。上記実験結果に基づく実施
例を下記に示す。
実施例 1正極活物質として、マンガンレドツクス系を
含む正極液を用い、これにピロリン酸を加え、PHを0
.5に調節し、マンガン−ピロリン酸濃度を1m01/
1とした。
ピロリン酸はマンガン量に対して大過剰加えた。負極活
物質としてクロム−リン酸レドツクス系を含む負極液を
用い、PHを0.5に調節した。
このドレツクス電池の起電力は、1.8Vであり、同一
のPHで、同種の錯化剤が使用できるので、実用上の問
題点が少ない。貯蔵可能電気量Qは、50kAhZdで
あつた。実施例 2 正極活物質として、マンガンレドツクス系を含む正極液
を用い、これにエチレンジアミン四酢酸塩(EDTA)
を加え、PHを3に調整し、Mn一EDTA濃度を約0
.5m01/1とした。
負極活物質として、チタン−クエン酸レドツクス系を含
む負極液を用い、クエン酸ナトリウムによ70pHを3
に調節した。このドレツクス電池の起電力は、約1.4
Vで、充放電反応は良好であつた。
また、貯蔵可能電気量Qは、30kAhΔdであつた。
実施例 3 正極活物質として、マンガンレドツクス系を含む正極液
を用い、これにハイドロオキシエチルエチレンジアミン
三酢酸塩(EDTA−0H)を加え、酢酸一酢酸ナトリ
ウム緩衝液でPHを3に調整し、Mn−EDTA・0H
濃度を約0.5m0V1とした。
負極液としては実施例2と同じものを用いた。
得られた結果は実施例とほと同じであつた。な訃、上記
各実施例を含め、この発明に使用しうるキレート化剤ま
たは錯化剤を示すと下記のようになる。O アミノポリ
カルボン酸 例:エチレンジアミン四酢酸、ニトリロ三酢酸O ポリ
カルボン酸例:シユウ酸、マロン酸 O アミノ酸 例:グリシン O オキシ酸 例:乳酸なで−0Hを含む酸、クエン酸 O ポリアルコ―ル 例:エチレングリコール oβジケトン 例:アセチルアセトン Oアミン 例:エチレンジアミン O ポリリン酸 例:ピロリン酸 O その他 例:チオシアン酸 また、この発明は正極活物質を含む正極液と負極活物質
を含む負極液との間に隔膜を位置させたものはもちろん
、正極活物質を含む正極液中に、例えばZn極のような
負極活物質を兼ねた負極を入れた構成とか、あるいは、
負極活物質を含む負極液中に正極活物質を兼ねた正極を
入れた構成のものにも適用できることは云うまでもない
以上詳細に説明したように、この発明は、正極活物質を
含むレドツクス電池において、前記正極活物質としてマ
ンガンレドツクス系を使用し、このマンガンレドツクス
系にマンガン化合物の沈澱を防止する錯化剤またはキレ
ート化剤を加えたので、従来は不安定で使用できなかつ
たマンガンレドツクス系の使用が可能になb、比較的大
きな起電力で安価なレドツクス電池が得られるばかDで
なく、PHの調整によ勺起電力の調整も可能であるなど
の利点を有し、二次電池およびレドツクス型燃料電池と
して今後の広い利用が期待されるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図はレドックス電池を用いた電力貯蔵シス
テムの充電、放電の状態を説明する図、第3図は硫酸溶
液でのレドツクス系の比較図、第4図はこの発明に用い
るマンガンレドツクス系にキレート化剤としてビロリン
酸を加えた場合のPHと電位との関係を示す図である。 図中、5はレドツクス電池、6a,6b,7a,7bは
タンク、8,9はポンプ、10は流通型電解槽、11は
正極、12は負極、13は隔膜、14は正極活物質を含
む正極液、15は負極活物質を含む負極液である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 正極活物を含むレドックス電池において、前記正極
    活物質としてマンガンレドックス系を使用し、このマン
    ガンレドックス系にマンガン化合物の沈澱を防止する錯
    化剤またはキレート化剤を加えたことを特徴とするレド
    ックス電池。
JP55081941A 1980-06-17 1980-06-17 レドツクス電池 Expired JPS5913154B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP55081941A JPS5913154B2 (ja) 1980-06-17 1980-06-17 レドツクス電池
US06/246,255 US4362791A (en) 1980-06-17 1981-03-23 Redox battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP55081941A JPS5913154B2 (ja) 1980-06-17 1980-06-17 レドツクス電池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS579073A JPS579073A (en) 1982-01-18
JPS5913154B2 true JPS5913154B2 (ja) 1984-03-28

Family

ID=13760512

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP55081941A Expired JPS5913154B2 (ja) 1980-06-17 1980-06-17 レドツクス電池

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5913154B2 (ja)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2724817B2 (ja) * 1986-02-11 1998-03-09 ユニサーチ・リミテッド 全バナジウムのレドツクス電池
JPS62200668A (ja) * 1986-02-27 1987-09-04 Agency Of Ind Science & Technol 蓄電装置
JPH0676850A (ja) * 1991-09-30 1994-03-18 Hiroyuki Sakami 亜鉛硝酸燃料電池
AU696452B2 (en) * 1993-11-17 1998-09-10 Jd Holding Inc. Stabilised electrolyte solutions, methods of preparation thereof and redox cells and batteries containing stabilised electrolyte solutions
EP0829104B1 (en) 1995-05-03 2003-10-08 Pinnacle VRB Limited Method of preparing a high energy density vanadium electrolyte solution for all-vanadium redox cells and batteries
US8277964B2 (en) 2004-01-15 2012-10-02 Jd Holding Inc. System and method for optimizing efficiency and power output from a vanadium redox battery energy storage system
AT503315B1 (de) * 2006-03-06 2008-02-15 Funktionswerkstoffe Forschungs Redox-durchfluss-batterie, sowie elektrolyt-lösung für eine redox-durchfluss-batterie
JP5447917B2 (ja) * 2008-03-24 2014-03-19 学校法人東京理科大学 電気化学キャパシタおよび電気化学キャパシタ用の作用電極の製造方法
JP5712688B2 (ja) * 2010-03-12 2015-05-07 住友電気工業株式会社 レドックスフロー電池
JP5713186B2 (ja) * 2010-03-12 2015-05-07 住友電気工業株式会社 レドックスフロー電池
WO2011111717A1 (ja) * 2010-03-12 2011-09-15 住友電気工業株式会社 レドックスフロー電池
DK2387092T3 (da) * 2010-03-12 2013-06-10 Sumitomo Electric Industries Redox-flow-batteri
JP2011210696A (ja) * 2010-03-12 2011-10-20 Sumitomo Electric Ind Ltd レドックスフロー電池
JP4863172B2 (ja) * 2010-04-27 2012-01-25 住友電気工業株式会社 レドックスフロー電池
ES2458490T3 (es) 2010-04-27 2014-05-05 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Batería de flujo redox
WO2012117543A1 (ja) * 2011-03-02 2012-09-07 日新電機株式会社 電力貯蔵電池
JP5007849B1 (ja) * 2011-03-25 2012-08-22 住友電気工業株式会社 レドックスフロー電池、及びその運転方法
US10141594B2 (en) 2011-10-07 2018-11-27 Vrb Energy Inc. Systems and methods for assembling redox flow battery reactor cells
JP5489008B2 (ja) * 2011-10-20 2014-05-14 住友電気工業株式会社 レドックスフロー電池
US9853454B2 (en) 2011-12-20 2017-12-26 Jd Holding Inc. Vanadium redox battery energy storage system
WO2013118278A1 (ja) * 2012-02-09 2013-08-15 日新電機株式会社 電力貯蔵電池
WO2013118277A1 (ja) * 2012-02-09 2013-08-15 日新電機株式会社 電力貯蔵電池
CN104054203B (zh) 2012-05-01 2017-03-22 日新电机株式会社 蓄电池
US9382274B2 (en) 2012-07-27 2016-07-05 Lockheed Martin Advanced Energy Storage, Llc Aqueous redox flow batteries featuring improved cell design characteristics
US10164284B2 (en) 2012-07-27 2018-12-25 Lockheed Martin Energy, Llc Aqueous redox flow batteries featuring improved cell design characteristics
US8753761B2 (en) * 2012-07-27 2014-06-17 Sun Catalytix Corporation Aqueous redox flow batteries comprising metal ligand coordination compounds
US9515345B2 (en) 2012-12-25 2016-12-06 Nissin Electric Co., Ltd. Electricity-storage battery
WO2014102910A1 (ja) * 2012-12-25 2014-07-03 日新電機 株式会社 電力貯蔵電池
AU2014303614B2 (en) * 2013-08-07 2017-09-14 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Redox flow battery
WO2016031201A1 (en) * 2014-08-29 2016-03-03 Sharp Kabushiki Kaisha Air cathode battery using zinc slurry anode with carbon additives
JP6414463B2 (ja) * 2014-12-22 2018-10-31 住友電気工業株式会社 レドックスフロー電池の運転方法、及びレドックスフロー電池システム
CN107112569B (zh) * 2014-12-22 2021-06-15 住友电气工业株式会社 氧化还原液流电池
GB201522003D0 (en) * 2015-12-14 2016-01-27 Imp Innovations Ltd Regenerative fuel cells

Also Published As

Publication number Publication date
JPS579073A (en) 1982-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS5913154B2 (ja) レドツクス電池
JPS5834911B2 (ja) レドツクス電池
US4362791A (en) Redox battery
JPS5913153B2 (ja) レドツクス電池
US4814241A (en) Electrolytes for redox flow batteries
US4382116A (en) Zirconium carbide as an electrocatalyst for the chromous/chromic REDOX couple
JPS62200668A (ja) 蓄電装置
US20120244405A1 (en) Redox flow battery
US20070072067A1 (en) Vanadium redox battery cell stack
KR20170099888A (ko) 레독스 플로우 전지
JPH0864223A (ja) バナジウム系レドックスフロー型電池の電解液
CN102468499A (zh) 全钒液流电池废液的再生方法
CN102354762A (zh) 一种高纯度钒电池电解液的制备方法
CN108475802A (zh) 再生燃料电池
US8692517B2 (en) Non-diffusion liquid energy storage device
CN108365301B (zh) 一种可充放电式液态金属电池
JP3001659B2 (ja) バナジウム系電解液の製造法
JPS60148068A (ja) レドツクス電池における電解液の製造法
CN112993358A (zh) 一种铁铬氧化还原电池电解液的制备方法及系统
JPH07211346A (ja) バナジウム系レドックスフロー型電池の電解液の製造方法およびバナジウム系レドックスフロー型電池の製造方法
CN112952173B (zh) 一种食品级电解液的中性锌铁液流电池
JP3078186B2 (ja) レドックスフロー電池の電解液および運転方法
CN114068995B (zh) 全铁氧化液流电池系统
CN110071317A (zh) 一种锡溴液流电池
JPS6286667A (ja) 電解液流通型電池システム及びその運転方法