JPS60225366A - レドツクスフロ−電池 - Google Patents
レドツクスフロ−電池Info
- Publication number
- JPS60225366A JPS60225366A JP59082263A JP8226384A JPS60225366A JP S60225366 A JPS60225366 A JP S60225366A JP 59082263 A JP59082263 A JP 59082263A JP 8226384 A JP8226384 A JP 8226384A JP S60225366 A JPS60225366 A JP S60225366A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cell
- redox
- tanks
- tubular member
- electrolyte
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- Pending
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04186—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of liquid-charged or electrolyte-charged reactants
-
- 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
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
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- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- 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】
発明の分野
この発明は、セルと電解液タンクとの接続に用いられる
管状部材の構造が改良されたレドックス70−電池に関
する。
管状部材の構造が改良されたレドックス70−電池に関
する。
先行技術の説明
夜間に電力を貯蔵し、昼間の電力需要のピーク時にこれ
を放出すること、いわゆるロードレベリングを目的とし
て、種々の電力貯蔵法が提案されている。たとえば揚水
発電が既に実施されているが、揚水発電では設備が消費
値から遠く隔たったところに設置されており、したがっ
て送変電損失を伴なうこと、ならびに環境面でも立地に
制約があることなどの問題がある。それゆえに、揚水発
電に代わる新しい電力貯蔵技術の開発が望まれているが
、この1つとしてレドックス70−電池の開発が進めら
れている。
を放出すること、いわゆるロードレベリングを目的とし
て、種々の電力貯蔵法が提案されている。たとえば揚水
発電が既に実施されているが、揚水発電では設備が消費
値から遠く隔たったところに設置されており、したがっ
て送変電損失を伴なうこと、ならびに環境面でも立地に
制約があることなどの問題がある。それゆえに、揚水発
電に代わる新しい電力貯蔵技術の開発が望まれているが
、この1つとしてレドックス70−電池の開発が進めら
れている。
第1図は、既に提案されているレドックス70−電池の
一例を示す概略構成図である。第1図において、1はセ
ルを示し、該セル1はイオン交換膜2かうなる隔膜2に
より正極セル1aと負極セル1bに分離されている。正
極セル1aおよび負極セル1b内には、それぞれ、正極
3および負極4が配置されている。正極3および負w1
4は、インバータ5に接続されており、インバータ5は
、発電所6および負荷7に接続される変電設置I18と
接続されており、このレドックスフロー電池の充放電を
可能とさせる。
一例を示す概略構成図である。第1図において、1はセ
ルを示し、該セル1はイオン交換膜2かうなる隔膜2に
より正極セル1aと負極セル1bに分離されている。正
極セル1aおよび負極セル1b内には、それぞれ、正極
3および負極4が配置されている。正極3および負w1
4は、インバータ5に接続されており、インバータ5は
、発電所6および負荷7に接続される変電設置I18と
接続されており、このレドックスフロー電池の充放電を
可能とさせる。
セル1内の正極セル1aには、管状部材15a。
15bを介して、それぞれ、正極液タンク11゜12が
連結されており、各タンク11.12および正極セル1
a内には正極液13が充填されており、ポンプ14によ
り一方のタンク12からセル1aに供給され、正極3と
の反応が終了した正極液13は他方のタンク11に排出
されるように構成されている。同様に、負極側において
も、タンク21.22が管状部材25a、25bを介し
て連結されており、ポンプ24により負極液23が供給
・排出されるように構成されている。なお第1図におい
てXで示す矢印は、正極液13および負極液23の流れ
る方向を示す。
連結されており、各タンク11.12および正極セル1
a内には正極液13が充填されており、ポンプ14によ
り一方のタンク12からセル1aに供給され、正極3と
の反応が終了した正極液13は他方のタンク11に排出
されるように構成されている。同様に、負極側において
も、タンク21.22が管状部材25a、25bを介し
て連結されており、ポンプ24により負極液23が供給
・排出されるように構成されている。なお第1図におい
てXで示す矢印は、正極液13および負極液23の流れ
る方向を示す。
なお、上記のような従来のレドックスフロー電池では、
具体的には、第2図に分解斜視図で示すように、セル内
の正極、負極および隔膜が、1lllii構造に構成さ
れている。すなわち隔膜2を隔てて正極側および負極側
に、それぞれ、集電極318゜31bおよび反応電極3
28,32bが配置され、積層されている。
具体的には、第2図に分解斜視図で示すように、セル内
の正極、負極および隔膜が、1lllii構造に構成さ
れている。すなわち隔膜2を隔てて正極側および負極側
に、それぞれ、集電極318゜31bおよび反応電極3
28,32bが配置され、積層されている。
ところで、第1図に示したレドックス70−電池1は、
電解液タンクとして、4個のタンク11゜12.21.
22を用いるため4タンク方式と呼ばれているものであ
り、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タンク11,12.21.2
2に貯蔵し、これをポンプ14.24で流通型電解セル
1に送液し、酸化還元反応による充放電を行なうもので
ある。たとえば、正極液としてl: B B + /
F62 +塩酸溶液、負極液としてOr ’ ” /C
r ’+塩酸溶液を用いると、各酸化還元系の両極3.
4における電池反応は、次式のようになり、起電力は約
1ボルトである。
電解液タンクとして、4個のタンク11゜12.21.
22を用いるため4タンク方式と呼ばれているものであ
り、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タンク11,12.21.2
2に貯蔵し、これをポンプ14.24で流通型電解セル
1に送液し、酸化還元反応による充放電を行なうもので
ある。たとえば、正極液としてl: B B + /
F62 +塩酸溶液、負極液としてOr ’ ” /C
r ’+塩酸溶液を用いると、各酸化還元系の両極3.
4における電池反応は、次式のようになり、起電力は約
1ボルトである。
正極:Fe”+esFe” E’= 0.6V角極:
Cr ’ 、+ sCr ” ” +e E’−−0,
4Vところで、第1図に示したレド)クスフロー電池で
は、4個のタンク11,12.21.22を用いるもの
であり、したがって未反゛応の電解液が反応の終了した
電解液と混ざることはなく、よって2タンク方式のレド
ックス70−電池に比べて効率に優れるという利点を有
する。しかしながら、セル1と各タンク11.12.2
1.22とを接続する管状部材15a、15b、25a
、25bの存在により電池効率がなお低いという問題あ
った。すなわら管状部材15 a + 15 b、25
a+25bは、硬質塩化ビニルあるいはポリエチレン
管 このような材料からなる管状部材15a、15b。
Cr ’ 、+ sCr ” ” +e E’−−0,
4Vところで、第1図に示したレド)クスフロー電池で
は、4個のタンク11,12.21.22を用いるもの
であり、したがって未反゛応の電解液が反応の終了した
電解液と混ざることはなく、よって2タンク方式のレド
ックス70−電池に比べて効率に優れるという利点を有
する。しかしながら、セル1と各タンク11.12.2
1.22とを接続する管状部材15a、15b、25a
、25bの存在により電池効率がなお低いという問題あ
った。すなわら管状部材15 a + 15 b、25
a+25bは、硬質塩化ビニルあるいはポリエチレン
管 このような材料からなる管状部材15a、15b。
y′
25a、25bは、管状部材外の酸素を管状部材内に透
過さゼてしまい、該酸素は電解液中の活性物丁1(たと
えばl”eイオンあるいはC「イオンなと)と反応する
という問題があった。よってレドックスフロー電池の効
率は、入力された電力量(KWH)と取出し得る電力!
(KWH)との比率で表わすことができるが、従来のレ
ドックスフロー電池では、硬質塩化ビニル官あるいはポ
リエチレン管で配管されていたため、外部からの酸素と
の反応により電解液中の活性物質量が低下し、電池効率
が低下するという欠点があった。
過さゼてしまい、該酸素は電解液中の活性物丁1(たと
えばl”eイオンあるいはC「イオンなと)と反応する
という問題があった。よってレドックスフロー電池の効
率は、入力された電力量(KWH)と取出し得る電力!
(KWH)との比率で表わすことができるが、従来のレ
ドックスフロー電池では、硬質塩化ビニル官あるいはポ
リエチレン管で配管されていたため、外部からの酸素と
の反応により電解液中の活性物質量が低下し、電池効率
が低下するという欠点があった。
なお、上記問題点は、第1図に示した、いわゆる4タン
ク方式のレドックス70−電池につき説明したが、2タ
ンク方式のレドックス70−電池では、未反応の電解液
と反応済電解液とが混合されることとも相俟って、管状
部材における酸素透過により、より−11池効率が低下
しでいた。
ク方式のレドックス70−電池につき説明したが、2タ
ンク方式のレドックス70−電池では、未反応の電解液
と反応済電解液とが混合されることとも相俟って、管状
部材における酸素透過により、より−11池効率が低下
しでいた。
発明のII要
本願発明者達は、レドックス70−電池の効率を高める
ために種々鋭意検討しlこ結果、正極液タンクおよび負
極液タンクと、電解セルとを接続する管状部材として、
硬質塩化ビニル管あるいはポリエチレン管に代え(、酸
系透過係数5.0X10− ” cc−cq/ (se
c −al−cs)Ig )以下のプラスデック材料で
構成すれば、電池効率が飛躍的に改善され得ることを見
出した。すなわち、この発明は、正ti液および負極液
を移動させるために、セルと正極液タンク゛および負極
液タンクとが管状部材により接続され(いるレドックス
フロル電池におい(、a管状部材か酸素透過係数5.O
x l Q−” c、c@am/ (sea −ci’
−ci+1−IQ)以下の1ラスデツク材Plぐ構成さ
れていることを特徴とする、レドックス70−電池であ
る。
ために種々鋭意検討しlこ結果、正極液タンクおよび負
極液タンクと、電解セルとを接続する管状部材として、
硬質塩化ビニル管あるいはポリエチレン管に代え(、酸
系透過係数5.0X10− ” cc−cq/ (se
c −al−cs)Ig )以下のプラスデック材料で
構成すれば、電池効率が飛躍的に改善され得ることを見
出した。すなわち、この発明は、正ti液および負極液
を移動させるために、セルと正極液タンク゛および負極
液タンクとが管状部材により接続され(いるレドックス
フロル電池におい(、a管状部材か酸素透過係数5.O
x l Q−” c、c@am/ (sea −ci’
−ci+1−IQ)以下の1ラスデツク材Plぐ構成さ
れていることを特徴とする、レドックス70−電池であ
る。
この発明では、管状部材が酸素透過係数5.OX 10
− ” CC’C11/ (!ieC−CI’−cwH
g)JX下であるため、管状部材外からの酸素の電解液
中への透過が確実に防止される。まIζ、プラスチック
材料より構成されるため、耐薬品性、特に耐塩酸性にも
擬れる。よ−)て、電Wl液の活性濃度の低下はけとん
と生じない。なお、実験によれば特に酸素透過係数が2
.0X10” ” CC−C11/’(Sec−cm’
・C11lH1+)以下であれば、電解液の活性81
度の低下°はより一層確実に防止され得ることが確めら
れている。
− ” CC’C11/ (!ieC−CI’−cwH
g)JX下であるため、管状部材外からの酸素の電解液
中への透過が確実に防止される。まIζ、プラスチック
材料より構成されるため、耐薬品性、特に耐塩酸性にも
擬れる。よ−)て、電Wl液の活性濃度の低下はけとん
と生じない。なお、実験によれば特に酸素透過係数が2
.0X10” ” CC−C11/’(Sec−cm’
・C11lH1+)以下であれば、電解液の活性81
度の低下°はより一層確実に防止され得ることが確めら
れている。
なお、上記のような酸素透過係数を示す管状部材は、た
とえばポリ塩化ビニリデン、ポリ4フフ化エチレン、た
とえばポリエチレンテレフタレートもしくはポリスチレ
ンテレフタレートのようなポリエステル、ポリビニルア
ルコールならびにナイロンからなる群から選択した1種
からなるプラスチック管または2種以上の材料よりなる
積層管により構成することができる。また、管状部材は
、円筒状、角筒状など任意の形状に構成することができ
、その形状は問わない。
とえばポリ塩化ビニリデン、ポリ4フフ化エチレン、た
とえばポリエチレンテレフタレートもしくはポリスチレ
ンテレフタレートのようなポリエステル、ポリビニルア
ルコールならびにナイロンからなる群から選択した1種
からなるプラスチック管または2種以上の材料よりなる
積層管により構成することができる。また、管状部材は
、円筒状、角筒状など任意の形状に構成することができ
、その形状は問わない。
なお、この発明の対象となるレドックス70−霜池は、
第1図に示したような4タンク方式のものに限らず、?
タンク方式のレドックスフロー電池などをも含み、すな
わちこの発明はレドックス70−電池一般に適用し得る
ものである。
第1図に示したような4タンク方式のものに限らず、?
タンク方式のレドックスフロー電池などをも含み、すな
わちこの発明はレドックス70−電池一般に適用し得る
ものである。
発明の効果
上記したように、この発明によれば、管状部材が酸素透
過係!5!5. Qx 10− ” cc−cm/ (
seC−C12・cal−1g)以下のプラスチック材
料により構成されているため、管状部材における電解液
中の活性物質の酸化が効果的に抑えられ、したがって1
!解液の活性!111の低下を確実に防止することがで
き、レドックス70−電池の充放電効率を飛躍的に高め
得ることが可能となる。 −この発明は、電力貯蔵用2
次電池一般に利用され得る。
過係!5!5. Qx 10− ” cc−cm/ (
seC−C12・cal−1g)以下のプラスチック材
料により構成されているため、管状部材における電解液
中の活性物質の酸化が効果的に抑えられ、したがって1
!解液の活性!111の低下を確実に防止することがで
き、レドックス70−電池の充放電効率を飛躍的に高め
得ることが可能となる。 −この発明は、電力貯蔵用2
次電池一般に利用され得る。
実施例の説明
第1図に示したlI造のレドックス70−電池においt
゛、隔WA2としで、厚さ0.11!l11縦方向の長
さ10011111横方向の長さ100avの陽イオン
交換膜を用い、?ii極3.4として、31111X1
001×1100IIIのグラファイト電極板と0.5
+ux70a+IIx 71)mIllのカーボンクロ
ス(平織りクロス)とを組合わせたものを用い、該セル
に正極液としてl”ecl)、z1モルを溶解させた4
N−)1ci溶液、負極液としてCrC見、1モルを溶
解させた4 N−HC1!、 rfI液を導入し充放電
実験を行なった。
゛、隔WA2としで、厚さ0.11!l11縦方向の長
さ10011111横方向の長さ100avの陽イオン
交換膜を用い、?ii極3.4として、31111X1
001×1100IIIのグラファイト電極板と0.5
+ux70a+IIx 71)mIllのカーボンクロ
ス(平織りクロス)とを組合わせたものを用い、該セル
に正極液としてl”ecl)、z1モルを溶解させた4
N−)1ci溶液、負極液としてCrC見、1モルを溶
解させた4 N−HC1!、 rfI液を導入し充放電
実験を行なった。
この発明の実施例として舌状部材15a、15b 、2
5a 、25bをポリテトラフルオロエチレンからなる
酸素透過係数4.0X10−” cc・cm/ (se
c −c+a’ −C1)lo )のポリテトラフルオ
日エチレン管を用いた場合と、比較例として硬質塩化ビ
ニル管を用いた場合どにつき充放電効率を測定したとこ
ろ、この発明の実施例によれば、充放電効率が少なくと
も5%上昇することが確められた。
5a 、25bをポリテトラフルオロエチレンからなる
酸素透過係数4.0X10−” cc・cm/ (se
c −c+a’ −C1)lo )のポリテトラフルオ
日エチレン管を用いた場合と、比較例として硬質塩化ビ
ニル管を用いた場合どにつき充放電効率を測定したとこ
ろ、この発明の実施例によれば、充放電効率が少なくと
も5%上昇することが確められた。
第1図は、この発明が適用されるレドックス70−電池
の一例を示す概略構成図である。第2図は、第1図に示
したレドックスフロー電池の電極構造の一例を示す斜視
図である。 図において、1はセル、11.12は正極液タンク、2
1.22は負極液タンク、i5a、’+5b 、25a
、251)は管状部材、13は電解液としての正極液
、23は電解液としての負極液を示す。 特許出願人 住友電気工業株式会社 代 理 人 弁理士 深 見 久 部 ゛(ほか2名)
“
の一例を示す概略構成図である。第2図は、第1図に示
したレドックスフロー電池の電極構造の一例を示す斜視
図である。 図において、1はセル、11.12は正極液タンク、2
1.22は負極液タンク、i5a、’+5b 、25a
、251)は管状部材、13は電解液としての正極液
、23は電解液としての負極液を示す。 特許出願人 住友電気工業株式会社 代 理 人 弁理士 深 見 久 部 ゛(ほか2名)
“
Claims (2)
- (1) 電解液を移動させるために、セルと正極液タン
クおよび負極液タンクとが管状部材で接続されているレ
ドックスフロー電池において、前記管状部材が、酸素透
過係数5.0×10− ” cc−am/ (sea−
c+e2−csHo )以下のプラスチック材料で構成
されていることを特徴とづる、レドックス70−電池。 - (2) 前記管状部材は、ポリ塩化ビニリデン、ポリテ
トラフルオロエチレン、ポリエステル、ポリビニルアル
コールおよびナイロンからなる群から選択した1種から
なるプラスチック管または2種以上の材料よりなる積層
管である、特許請求の範囲第1填記載のレドックスフロ
ー電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59082263A JPS60225366A (ja) | 1984-04-23 | 1984-04-23 | レドツクスフロ−電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59082263A JPS60225366A (ja) | 1984-04-23 | 1984-04-23 | レドツクスフロ−電池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60225366A true JPS60225366A (ja) | 1985-11-09 |
Family
ID=13769578
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59082263A Pending JPS60225366A (ja) | 1984-04-23 | 1984-04-23 | レドツクスフロ−電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60225366A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01239771A (ja) * | 1988-03-17 | 1989-09-25 | Toray Ind Inc | セル構造体 |
US7740977B2 (en) * | 2007-03-26 | 2010-06-22 | Jd Holding Inc. | Vanadium redox battery incorporating multiple electrolyte reservoirs |
US9853454B2 (en) | 2011-12-20 | 2017-12-26 | Jd Holding Inc. | Vanadium redox battery energy storage system |
US9853306B2 (en) | 2004-01-15 | 2017-12-26 | Jd Holding Inc. | System and method for optimizing efficiency and power output from a vanadium redox battery energy storage system |
US10141594B2 (en) | 2011-10-07 | 2018-11-27 | Vrb Energy Inc. | Systems and methods for assembling redox flow battery reactor cells |
-
1984
- 1984-04-23 JP JP59082263A patent/JPS60225366A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01239771A (ja) * | 1988-03-17 | 1989-09-25 | Toray Ind Inc | セル構造体 |
US9853306B2 (en) | 2004-01-15 | 2017-12-26 | Jd Holding Inc. | System and method for optimizing efficiency and power output from a vanadium redox battery energy storage system |
US7740977B2 (en) * | 2007-03-26 | 2010-06-22 | Jd Holding Inc. | Vanadium redox battery incorporating multiple electrolyte reservoirs |
US10141594B2 (en) | 2011-10-07 | 2018-11-27 | Vrb Energy Inc. | Systems and methods for assembling redox flow battery reactor cells |
US9853454B2 (en) | 2011-12-20 | 2017-12-26 | Jd Holding Inc. | Vanadium redox battery energy storage system |
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