JPS60148068A - レドツクス電池における電解液の製造法 - Google Patents
レドツクス電池における電解液の製造法Info
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- JPS60148068A JPS60148068A JP59004183A JP418384A JPS60148068A JP S60148068 A JPS60148068 A JP S60148068A JP 59004183 A JP59004183 A JP 59004183A JP 418384 A JP418384 A JP 418384A JP S60148068 A JPS60148068 A JP S60148068A
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- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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】
この発明は、レドックス電池用電解液を廉価に製造する
方法に関するものである。
方法に関するものである。
電力は各種のエネルギーへ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。
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、電力技術の環境である。そして実際に
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、一方電力
消費の変動に応じて発電を行うのに適した水力発電等で
、昼間の大きな電力需要の増加をまかなっている現状で
ある。
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、電力技術の環境である。そして実際に
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、一方電力
消費の変動に応じて発電を行うのに適した水力発電等で
、昼間の大きな電力需要の増加をまかなっている現状で
ある。
このため、経済性９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って貯蔵しているが、
揚水発電の立地条件は次第に厳しくなっている。。
よる夜間余剰電力を揚水発電によって貯蔵しているが、
揚水発電の立地条件は次第に厳しくなっている。。
以上のような実情から環境汚染がなく、シかも汎用性の
高いエネルギーである電力を貯蔵する方法として各種の
２次電池が研究され、この中でも特に２種のレドックス
系を隔膜を介して接触させたレドックス電池が注目され
ている。
高いエネルギーである電力を貯蔵する方法として各種の
２次電池が研究され、この中でも特に２種のレドックス
系を隔膜を介して接触させた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図を用いて説明すると、
第１図は２タンク式のレドックス電池を用いた電力貯蔵
システムを示すものである。
第１図は２タンク式のレドックス電池を用いた電力貯蔵
システムを示すものである。
これらの図において、ｌは発電所、λは変電設備、３は
負荷、ダはインバータ、Ｓはレドックス電池で、レドッ
クス電池ｊはタンク６．７、流通型電解槽ｌなどから構
成される。
負荷、ダはインバータ、Ｓはレドックス電池で、レドッ
クス電池ｊはタンク６．７、流通型電解槽ｌなどから構
成される。
流通型電解槽ｌは隔膜９で仕切り、内部に正極液室ｉｏ
αと負極液室ｉｏｂを設け、該正極液室ｉｏαには正極
ｌｌと、例えば１ｇイオンを含む塩酸溶液等の正極液を
収容し、一方負極液室ｉｏｂには負極ｎと、例えばＯｒ
イオンを含む塩酸溶液等の負極液を収容するとともに、
タンク６と正極液室１０αの間にはポンプ１３αを設け
、タンクｔと正極液室１０αとの間に正極液の循環路／
４４を形成し、またタンク７と負極液室１０ｈの間には
ポンプ／３ｂを設け、タンク７と負極液室１０ｂとの間
に負極液の循環路１３を形成する。
αと負極液室ｉｏｂを設け、該正極液室ｉｏαには正極
ｌｌと、例えば１ｇイオンを含む塩酸溶液等の正極液を
収容し、一方負極液室ｉｏｂには負極ｎと、例えばＯｒ
イオンを含む塩酸溶液等の負極液を収容するとともに、
タンク６と正極液室１０αの間にはポンプ１３αを設け
、タンクｔと正極液室１０αとの間に正極液の循環路／
４４を形成し、またタンク７と負極液室１０ｈの間には
ポンプ／３ｂを設け、タンク７と負極液室１０ｂとの間
に負極液の循環路１３を形成する。
以上の構成において発電所ｌ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
される。
送電された電力は適当な電圧に変圧され、負荷３に供給
される。
一方、夜間になり余剰電力が出ると、インバータ弘によ
り交直変換を行い、レドックス電池Ｓに充電が行われる
。
り交直変換を行い、レドックス電池Ｓに充電が行われる
。
この場合、ポンプ／３α、１３ｂで正極液及び負極液を
、正極液室１０α及び負極液室ｉｏｂを通して循環させ
ながら充電が行われる。正極液に１ｇイオン、負極液に
Ｏｒイオンを使用する場合、流通型電解槽を内で起る反
応は下記第（１）〜（３）式中の充電側の反応となる。
、正極液室１０α及び負極液室ｉｏｂを通して循環させ
ながら充電が行われる。正極液に１ｇイオン、負極液に
Ｏｒイオンを使用する場合、流通型電解槽を内で起る反
応は下記第（１）〜（３）式中の充電側の反応となる。
このようにして、電力が正極液、負極液の中に蓄積され
る。
る。
次に、供給電力が需要電力よりも少ない場合は、ポンプ
１３α、 ｔ３ｂで正極液及び負極液を、正極液室１０
α及び負極液室１０ｂを通して循環させながら（１）〜
（３）式中の放電側の反応により放電が行われ、インバ
ータ弘により直交変換が行われ、変電設備コを介して負
荷３に電力が供給される。
１３α、 ｔ３ｂで正極液及び負極液を、正極液室１０
α及び負極液室１０ｂを通して循環させながら（１）〜
（３）式中の放電側の反応により放電が行われ、インバ
ータ弘により直交変換が行われ、変電設備コを介して負
荷３に電力が供給される。
レドックス電池を用いた電力貯蔵システムは以上の説明
の通りであるが、このレドツ・クス電池の電解液のうち
特に負極液として使用するクロム溶液は純度９９．５％
の電解クロムを使用していたため、高価で、これがレド
ックス電池を工業化する上で大きな障害となっていた。
の通りであるが、このレドツ・クス電池の電解液のうち
特に負極液として使用するクロム溶液は純度９９．５％
の電解クロムを使用していたため、高価で、これがレド
ックス電池を工業化する上で大きな障害となっていた。
この発明は、上記実情に鑑みレドックス電池用電解液を
安価に製造できる方法を開発する目的で鋭意研究の結果
、クロム鉄鉱石或いはこれヲ精製したフェロクロムがレ
ドックス電池用負極液の原料として極めて有効であるこ
とを見出し、この発明を完成したもので、その特徴はク
ロム鉄鉱石、フェロクロムの１種又は２種以上を塩酸に
溶解し、更に必要とあれば溶液中に含まれる２価の鉄を
晶析分離するものである。
安価に製造できる方法を開発する目的で鋭意研究の結果
、クロム鉄鉱石或いはこれヲ精製したフェロクロムがレ
ドックス電池用負極液の原料として極めて有効であるこ
とを見出し、この発明を完成したもので、その特徴はク
ロム鉄鉱石、フェロクロムの１種又は２種以上を塩酸に
溶解し、更に必要とあれば溶液中に含まれる２価の鉄を
晶析分離するものである。
ここで、この発明に使用するクロム鉄鉱石及び７工四ク
ロム組成の一例を示す。
ロム組成の一例を示す。
第２表 ７工ロクロム組戊
この発明においては、以上のクロム鉄鉱石、乃至フエｐ
りシムを塩酸に溶解させるのである。
りシムを塩酸に溶解させるのである。
７エロクｐムを原料とする場合は、塩酸に溶解させると
、これに含まれる鉄及びクロム金属は下式に従って反応
する。
、これに含まれる鉄及びクロム金属は下式に従って反応
する。
Ｆｇ’ ＋２ＨＣ２−Ｆｇ”＋ ２ＣＬ−＋ Ｈ１↑
ａｓ−＊（１）Ｏｒｏ 十３ ＨＣＬ Ｏｒ”＋＋３
ＣＬ−＋ ａ／２Ｈ１↑−−−−（２）またクロム鉄鉱
石を原料とする場合にはこれに含まれる鉄及びりシム酸
化物は下式に従って反応する。
ａｓ−＊（１）Ｏｒｏ 十３ ＨＣＬ Ｏｒ”＋＋３
ＣＬ−＋ ａ／２Ｈ１↑−−−−（２）またクロム鉄鉱
石を原料とする場合にはこれに含まれる鉄及びりシム酸
化物は下式に従って反応する。
０ｒｌＯ１＋３ ＨＣＬ−工Ｏｒ” ＋ ３ ＣＬ−＋
３／２ Ｈ２Ｏ・・・・（３） ＦｇＯ＋ ２ＨＣｔＦｇ”＋ ２Ｃ１−＋ Ｈ！０１１
・・＠（４）なお、以上の原料のうちフェロクロムにつ
いては塩酸に溶解した場合、水素ガスを発生する欠点が
あり、またクロム鉄鉱石については可成り量の３価の鉄
酸化物が含まれているので、これを２価に戻さねばなら
ないという欠点がある。
３／２ Ｈ２Ｏ・・・・（３） ＦｇＯ＋ ２ＨＣｔＦｇ”＋ ２Ｃ１−＋ Ｈ！０１１
・・＠（４）なお、以上の原料のうちフェロクロムにつ
いては塩酸に溶解した場合、水素ガスを発生する欠点が
あり、またクロム鉄鉱石については可成り量の３価の鉄
酸化物が含まれているので、これを２価に戻さねばなら
ないという欠点がある。
しかし、これ等の欠点はりシム鉄鉱石と７エロクロムを
混合して使用することにより解消される。
混合して使用することにより解消される。
即ち、発生した水素は３価の鉄イオンを還元して２価の
鉄とすると同時に、自らは酸化され、したがって水素の
発生を防止することができる。
鉄とすると同時に、自らは酸化され、したがって水素の
発生を防止することができる。
このようにして得られた溶液中には３価のりシムが多量
に二含まれており１．これをそのままレドックス電池の
負極溶液として使用でき・る。
に二含まれており１．これをそのままレドックス電池の
負極溶液として使用でき・る。
なおフェロクロムを原料とする場合には、塩酸に対して
低炭素７エｐりシムは易溶性であるが、中炭素フェロク
ロムの溶解度は普通、高炭素７エロクロムに至っては１
７１０程度しか溶解せず、したがってレドックス電解液
の原料としては低炭素フェロクロムが望ましい。
低炭素７エｐりシムは易溶性であるが、中炭素フェロク
ロムの溶解度は普通、高炭素７エロクロムに至っては１
７１０程度しか溶解せず、したがってレドックス電解液
の原料としては低炭素フェロクロムが望ましい。
また、上記（１） ？ （２）式から明らかなように以
上の溶液中には３価のクロム以外に可成りの量の２価の
鉄が含まれている。
上の溶液中には３価のクロム以外に可成りの量の２価の
鉄が含まれている。
この２価の鉄は、上記塩酸溶液の濃縮液より容易に晶析
分離できる。これにより更に３価のクロムに富ζ溶液が
得られる。
分離できる。これにより更に３価のクロムに富ζ溶液が
得られる。
第２図は、３ ＭＨＣｔ或いは５ ＭＨＣｔ溶液中の２
価の鉄の溶解度を示すものであるが、これより明らかな
ように塩酸溶液を５０℃程度に加温した後、室温程度に
まで冷却することにより可成りの晶析効果を挙げること
ができる。
価の鉄の溶解度を示すものであるが、これより明らかな
ように塩酸溶液を５０℃程度に加温した後、室温程度に
まで冷却することにより可成りの晶析効果を挙げること
ができる。
以上のようにして２価の鉄を晶析分離した溶液は従来の
電解クロムを原料としたレドックス電池の負極液を比べ
て電力効率において遜色なく、シかも電解りシムのレド
ックス電解液に比べて１／１０〜１／１００の価格で製
造できる等の利点を有する。
電解クロムを原料としたレドックス電池の負極液を比べ
て電力効率において遜色なく、シかも電解りシムのレド
ックス電解液に比べて１／１０〜１／１００の価格で製
造できる等の利点を有する。
なお、以上の工程で晶析分離した２価の鉄化合物は再び
塩酸に溶解させることによりレドックス電池の正極液と
して使用することができる。
塩酸に溶解させることによりレドックス電池の正極液と
して使用することができる。
以下、この発明の実施例を示す。
実施例１
低炭素７エｐりシムを先ず破砕する。このうち鉄、りシ
ムがそれぞれ約２モルになる量を濃塩酸（工業用）で溶
解し、塩酸の過剰量を２Ｍになるように調節した。次に
、２価の鉄を晶析分離した後、これをレドックス電池の
負極液として使用したが、従来の電解クロムを原料とし
たものと比べて側御の遜色ない電池効率を得ることがで
きた。
ムがそれぞれ約２モルになる量を濃塩酸（工業用）で溶
解し、塩酸の過剰量を２Ｍになるように調節した。次に
、２価の鉄を晶析分離した後、これをレドックス電池の
負極液として使用したが、従来の電解クロムを原料とし
たものと比べて側御の遜色ない電池効率を得ることがで
きた。
実施例２
南アフリカ産、或いはスーダン産のりｐム鉄鉱石を破砕
した。次にＩＯＭ塩酸以上の濃度の塩酸で鉱石（ｏｒ
４５％以上、Ｆｅ １３〜２５％、第１表参照）中のＦ
ｇ＋Ｏｒ ２ ＭＪｉ程度を溶解し得るだけの鉱石を溶
解した。
した。次にＩＯＭ塩酸以上の濃度の塩酸で鉱石（ｏｒ
４５％以上、Ｆｅ １３〜２５％、第１表参照）中のＦ
ｇ＋Ｏｒ ２ ＭＪｉ程度を溶解し得るだけの鉱石を溶
解した。
その後、残渣をｒ別し、塩酸濃度を約３Ｍに調節してレ
ドックス電池の負極液として使用したが、従来の電解ク
ロムを原料としたものと比べて何隻遜色ないものであっ
た。
ドックス電池の負極液として使用したが、従来の電解ク
ロムを原料としたものと比べて何隻遜色ないものであっ
た。
第１図はレドックス電池を用いた電力貯蔵システムの説
明図、第２図は３ ＭＨＣｔ及び５ ＭＨＣ１溶液中に
おける２価の鉄の溶解度曲線である。 第１図
明図、第２図は３ ＭＨＣｔ及び５ ＭＨＣ１溶液中に
おける２価の鉄の溶解度曲線である。 第１図
Claims (3)
- （１） り讐ム鉄鉱石、フエはクー直の１種又は２種以
上を塩酸に溶解させ、更に必要とあれば・ 溶液中に含
まれる２価の鉄を晶析分離することを特徴とするレドッ
クス□電池における電解液の製造法。 - （２）低炭素の７エロクロムを使用する特許請求の範囲
第１項に記載の製造法。 - （３） クロム鉄鉱石とフェルクレムを適当に混合して
使用する特許請求の範囲第１項に記載の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59004183A JPS60148068A (ja) | 1984-01-12 | 1984-01-12 | レドツクス電池における電解液の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59004183A JPS60148068A (ja) | 1984-01-12 | 1984-01-12 | レドツクス電池における電解液の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60148068A true JPS60148068A (ja) | 1985-08-05 |
Family
ID=11577585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59004183A Pending JPS60148068A (ja) | 1984-01-12 | 1984-01-12 | レドツクス電池における電解液の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60148068A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3622536A1 (de) * | 1985-07-05 | 1987-05-21 | Japan Metals & Chem Co Ltd | Verfahren zur herstellung von elektrolyten fuer redoxzellen |
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| US8980454B2 (en) | 2013-03-15 | 2015-03-17 | Enervault Corporation | Systems and methods for rebalancing redox flow battery electrolytes |
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| CN115832378A (zh) * | 2023-02-21 | 2023-03-21 | 北京西融新材料科技有限公司 | 一种电解液关键材料的制备方法及其应用 |
| CN115832379A (zh) * | 2023-02-21 | 2023-03-21 | 北京西融新材料科技有限公司 | 一种电解液关键材料的制备方法及其应用 |
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-
1984
- 1984-01-12 JP JP59004183A patent/JPS60148068A/ja active Pending
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| CN115832378A (zh) * | 2023-02-21 | 2023-03-21 | 北京西融新材料科技有限公司 | 一种电解液关键材料的制备方法及其应用 |
| CN115832379A (zh) * | 2023-02-21 | 2023-03-21 | 北京西融新材料科技有限公司 | 一种电解液关键材料的制备方法及其应用 |
| CN115832378B (zh) * | 2023-02-21 | 2023-05-30 | 北京西融新材料科技有限公司 | 一种电解液关键材料的制备方法及其应用 |
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