JPS6261277A - 高効率電力貯蔵方法 - Google Patents
高効率電力貯蔵方法Info
- Publication number
- JPS6261277A JPS6261277A JP60201316A JP20131685A JPS6261277A JP S6261277 A JPS6261277 A JP S6261277A JP 60201316 A JP60201316 A JP 60201316A JP 20131685 A JP20131685 A JP 20131685A JP S6261277 A JPS6261277 A JP S6261277A
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- JP
- Japan
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- iron
- chloride
- hydrogen
- hydrogen chloride
- solution containing
- 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.)
- Granted
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Classifications
-
- 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
-
- 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
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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- 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】
〔技術分野〕
本発明は、新規な電力貯蔵方法に関するものである。
我国の電力需要は年々増加しっ−〕あり、これに応じて
原子力発電所や、新鋭火力発電所が次々と増設されてい
る。その一方、冷房などによる電力需要の増加が最近著
しいために夏季の昼間に電力需要のピークを生じ、昼夜
の電力需要の変動が増大しつつある。このような事情か
ら、夜間の余剰電力を揚水貯蔵しておき、昼間の電力需
要のピーク時に発電する揚水発電や、二次電池による電
力貯蔵が検討されている。しかしながら、前者の揚水発
電所は都市などの電力需要地からますます離れた場所に
しか立地が見出せなくなりつつあり、建設に要する期間
も長く、送電によるエネルギー損失や経済性などに問題
を生じる傾向にある。このために、後者の二次電池によ
る電力貯蔵方式に多くの関心が寄せられている。
原子力発電所や、新鋭火力発電所が次々と増設されてい
る。その一方、冷房などによる電力需要の増加が最近著
しいために夏季の昼間に電力需要のピークを生じ、昼夜
の電力需要の変動が増大しつつある。このような事情か
ら、夜間の余剰電力を揚水貯蔵しておき、昼間の電力需
要のピーク時に発電する揚水発電や、二次電池による電
力貯蔵が検討されている。しかしながら、前者の揚水発
電所は都市などの電力需要地からますます離れた場所に
しか立地が見出せなくなりつつあり、建設に要する期間
も長く、送電によるエネルギー損失や経済性などに問題
を生じる傾向にある。このために、後者の二次電池によ
る電力貯蔵方式に多くの関心が寄せられている。
又、この二次電池方式は近い将来の太陽光発電の電力貯
蔵法としても注[]されている。
蔵法としても注[]されている。
電電力層を目的とする二次電池システムとしては、ナト
リウム−イオウ、亜鉛−塩素、亜鉛−臭素、鉄−クロム
系lノドツクスフロー型の4つのタイプが、現在、11
−ンライト計画で研究開発されている。揚水発電と競合
し得るためには、1回の充放電サイクルにおいて、約8
0%のエネルギーの回収が必要であると言われており、
この[I標のためには上記以外の電池システムに対して
も幅広い検討が望まれている。
リウム−イオウ、亜鉛−塩素、亜鉛−臭素、鉄−クロム
系lノドツクスフロー型の4つのタイプが、現在、11
−ンライト計画で研究開発されている。揚水発電と競合
し得るためには、1回の充放電サイクルにおいて、約8
0%のエネルギーの回収が必要であると言われており、
この[I標のためには上記以外の電池システムに対して
も幅広い検討が望まれている。
本発明は、余剰電力を高効率で貯蔵し得る実施容易な電
力貯蔵方法を提供することを目的どする。
力貯蔵方法を提供することを目的どする。
本発明によれば、
(イ)塩化水素と塩化第一・鉄と塩化第二鉄を含む水溶
液をアノード極にて該塩化第一鉄の一部を塩化第二鉄に
酸化すると共に、カソード極にて水素を発生する充電工
程と、 (ロ)前記(イ)の工程で生成した水素をアノ−1く極
にて酸化すると共に、前記(イ)の−r、程で生成した
塩化第ニー鉄を含む水溶液をカソード極にて還元して塩
化第一鉄と塩化水素を生成する放電工程がらなり、前記
(イ)及び(ロ)の工程に才;ける塩化鉄を含む各水溶
液は、塩化水素濃度1〜8モル/に、、 −1120及
び第一鉄と第二鉄との合剖鉄濃度0.5へ・6モル/k
g H2Oを有し、かつ第一・鉄と第一鉄とのモル比が
175〜5/1の範囲にあることを特徴とする高効率電
力貯蔵方法が提供される。
液をアノード極にて該塩化第一鉄の一部を塩化第二鉄に
酸化すると共に、カソード極にて水素を発生する充電工
程と、 (ロ)前記(イ)の工程で生成した水素をアノ−1く極
にて酸化すると共に、前記(イ)の−r、程で生成した
塩化第ニー鉄を含む水溶液をカソード極にて還元して塩
化第一鉄と塩化水素を生成する放電工程がらなり、前記
(イ)及び(ロ)の工程に才;ける塩化鉄を含む各水溶
液は、塩化水素濃度1〜8モル/に、、 −1120及
び第一鉄と第二鉄との合剖鉄濃度0.5へ・6モル/k
g H2Oを有し、かつ第一・鉄と第一鉄とのモル比が
175〜5/1の範囲にあることを特徴とする高効率電
力貯蔵方法が提供される。
本発明で用いる酸化還元反応は次の式で表オ)され、塩
化第一鉄と塩化水素との反応が充電工程を構成し、水素
と塩化第二鉄との反応が放電1−程を構成する。
化第一鉄と塩化水素との反応が充電工程を構成し、水素
と塩化第二鉄との反応が放電1−程を構成する。
2FeCQ z(aq)+2)ICQ(aq)充電
:2 FeC(1,3(a q )刊(2(g)放電
本発明者らは、先に前記反Lε:を実施するに際し、充
電工程に用いる塩化第一鉄水溶液に含まれる塩化水素濃
度を高く、かつ放電工程に用いられる塩化第二鉄水溶液
に含まれる塩化水素濃度を低くするために、加熱濃縮等
によって水溶液中の塩化水素濃度を調節する工程を設け
た方法を提案した(特願昭59−175394号公報)
。
電工程に用いる塩化第一鉄水溶液に含まれる塩化水素濃
度を高く、かつ放電工程に用いられる塩化第二鉄水溶液
に含まれる塩化水素濃度を低くするために、加熱濃縮等
によって水溶液中の塩化水素濃度を調節する工程を設け
た方法を提案した(特願昭59−175394号公報)
。
しかしながら、この方法は、その水溶液中の塩化水素濃
度の調節工程の実施に難点があり、装置が複雑になると
いう問題があった。本発明は、このような塩化水素濃度
調節を行うための特別の工程を必要とせずに簡mに実施
し得るものである。
度の調節工程の実施に難点があり、装置が複雑になると
いう問題があった。本発明は、このような塩化水素濃度
調節を行うための特別の工程を必要とせずに簡mに実施
し得るものである。
本発明においては、充電工程で用いる水溶液として、塩
化第一鉄と塩化水素共に、塩化第二鉄を含むものを用い
ると共に、充電工程及び放電I「稈における反応進行程
度を調節して、それらの両工程における塩化鉄水溶液の
塩化水素濃度を1〜8モル/kg 1120、好まし
くは2〜7モル/kg−1120の範囲のものとし、ま
た第一鉄(Fc(n))と第二鉄[Fe(m))との合
計鉄濃度を0.5−6モル/kg 1120、好まし
くは1〜4モル/kg 1120の範囲のものとし、
かつ第一鉄と第二鉄とのモル比を175〜5/1、好ま
しくは173〜3/1の範囲のものとする。
化第一鉄と塩化水素共に、塩化第二鉄を含むものを用い
ると共に、充電工程及び放電I「稈における反応進行程
度を調節して、それらの両工程における塩化鉄水溶液の
塩化水素濃度を1〜8モル/kg 1120、好まし
くは2〜7モル/kg−1120の範囲のものとし、ま
た第一鉄(Fc(n))と第二鉄[Fe(m))との合
計鉄濃度を0.5−6モル/kg 1120、好まし
くは1〜4モル/kg 1120の範囲のものとし、
かつ第一鉄と第二鉄とのモル比を175〜5/1、好ま
しくは173〜3/1の範囲のものとする。
4一
本発明の電力貯蔵方法の充電工程にオンいては、塩化水
素と塩化第一鉄と塩化第二鉄を含む水溶液をアノード極
にて電解処理する。この充電工程により、水溶液に含ま
れる塩化第一鉄の一部が塩化第二鉄に酸化され、同時に
、カソード極にて水素が生成されるが、これらの水溶液
及び水素はそれぞれ容器に貯蔵される。即ち、余分の電
力は、この充電工程により、塩化第二鉄濃度の増加した
水溶液と、水素として貯蔵される。次に、電力必要時に
は、放電工程を行うために、貯蔵されていた水素をアノ
ード極にて酸化すると同時に、水溶液をカソード極にて
還元し、再び電力を回収する。
素と塩化第一鉄と塩化第二鉄を含む水溶液をアノード極
にて電解処理する。この充電工程により、水溶液に含ま
れる塩化第一鉄の一部が塩化第二鉄に酸化され、同時に
、カソード極にて水素が生成されるが、これらの水溶液
及び水素はそれぞれ容器に貯蔵される。即ち、余分の電
力は、この充電工程により、塩化第二鉄濃度の増加した
水溶液と、水素として貯蔵される。次に、電力必要時に
は、放電工程を行うために、貯蔵されていた水素をアノ
ード極にて酸化すると同時に、水溶液をカソード極にて
還元し、再び電力を回収する。
この放電工程により水溶液に含まれる塩化第二鉄の一部
が塩化第一・鉄に還元される。
が塩化第一・鉄に還元される。
本発明によれば、充電工程は、例えば、電流密度50m
A/cnfの条件で電解電圧0.6vを入力として実施
することができ、一方、放電二E稈では、カソード極と
アノード極との間に、電流密度50mA/cJの条件で
約0.5vの起電力を得ることができる。即ち、充放電
サイクルにおけるエネルギー効率80%以I−を得るこ
とができる。
A/cnfの条件で電解電圧0.6vを入力として実施
することができ、一方、放電二E稈では、カソード極と
アノード極との間に、電流密度50mA/cJの条件で
約0.5vの起電力を得ることができる。即ち、充放電
サイクルにおけるエネルギー効率80%以I−を得るこ
とができる。
次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
実施例
(1)放電工程
水素イオン導電性イオン交換膜(徳111曹達社のC6
6−5T)を隔膜とし、アノード極のみに2mg/cI
Itの割合で白金を担持した黒鉛布を電極とする流通式
燃料電池セルに対し、0.6モルFeCQ 3 /kg
−II 20と、0.6モルFeCQ 2/kg 1
120と、1〜8モルIICQ/kg−11□0を含む
水溶液をそのカソード極へ、一方、膜の乾燥を防ぐため
約30γ、の水蒸気を含む水素ガスを常圧にてアノード
極へ導入しつつ放電反応(発電)を行オ)せだところ、
表−1に示すような電流密度と出力起電力との関係が得
られた。また、1.2モルFeCQ2/kg 112
0と1.2モルFeCQ 3/kg It 20と、
塩化水素1〜8モルl+c Q / kg −’H7,
0を含む水溶液を用いた場合にも、はぼ同等の結果が得
られた。
6−5T)を隔膜とし、アノード極のみに2mg/cI
Itの割合で白金を担持した黒鉛布を電極とする流通式
燃料電池セルに対し、0.6モルFeCQ 3 /kg
−II 20と、0.6モルFeCQ 2/kg 1
120と、1〜8モルIICQ/kg−11□0を含む
水溶液をそのカソード極へ、一方、膜の乾燥を防ぐため
約30γ、の水蒸気を含む水素ガスを常圧にてアノード
極へ導入しつつ放電反応(発電)を行オ)せだところ、
表−1に示すような電流密度と出力起電力との関係が得
られた。また、1.2モルFeCQ2/kg 112
0と1.2モルFeCQ 3/kg It 20と、
塩化水素1〜8モルl+c Q / kg −’H7,
0を含む水溶液を用いた場合にも、はぼ同等の結果が得
られた。
表−1
(2)充電工程
前記(1)の工程で使用した燃料電池セル(ここでは、
カソード極のみに白金を2m g PC/ caで担持
)を用い、前記(1)の工程で示したIICQを含むF
cfl13−FaCQ 2系水溶液をアノード極へ導入
しつつ電解反応(充電)を行ったところ、カソード極よ
り水素が発生し、表−2に示すような電流密度と電解電
圧の関係が得られた。
カソード極のみに白金を2m g PC/ caで担持
)を用い、前記(1)の工程で示したIICQを含むF
cfl13−FaCQ 2系水溶液をアノード極へ導入
しつつ電解反応(充電)を行ったところ、カソード極よ
り水素が発生し、表−2に示すような電流密度と電解電
圧の関係が得られた。
表−2
〔効 果〕
表−1及び表−2に示した結果から、充電工程及び放電
工程において、塩化水素と、塩化第一鉄と、塩化第二鉄
を含む水溶液を用いると共に、その塩化水素濃度を1〜
8モル/kg t120の範囲に規定することにより
、充電工程及び放電工程を効率よ〈実施することができ
る。この場合、水溶液の塩化水素濃度調節は、加熱濃縮
等の特別の工程は必要とされず、充電−[程における電
解処理程度によって行うことができる。
工程において、塩化水素と、塩化第一鉄と、塩化第二鉄
を含む水溶液を用いると共に、その塩化水素濃度を1〜
8モル/kg t120の範囲に規定することにより
、充電工程及び放電工程を効率よ〈実施することができ
る。この場合、水溶液の塩化水素濃度調節は、加熱濃縮
等の特別の工程は必要とされず、充電−[程における電
解処理程度によって行うことができる。
Claims (1)
- (1)(イ)塩化水素と、塩化第一鉄と、塩化第二鉄を
含む水溶液をアノード極にて該塩化第一鉄の一部を塩化
第二鉄に酸化すると共に、カソード極にて水素を発生さ
せる充電工程と、 (ロ)前記(イ)の工程で生成した水素をアノード極に
て酸化すると共に、前記(イ)の工程で生成した塩化第
二鉄を含む水溶液をカソード極にて還元して塩化第一鉄
と塩化水素を生成する放電工程からなり、前記(イ)及
び(ロ)の工程における塩化鉄を含む各水溶液は、塩化
水素濃度1〜8モル/kg−H_2O及び第一鉄と第二
鉄との合計鉄濃度0.5〜6モル/kg−H_2Oを有
し、かつ第一鉄と第二鉄とのモル比が1/5〜5/1の
範囲にあることを特徴とする高効率電力貯蔵方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60201316A JPS6261277A (ja) | 1985-09-11 | 1985-09-11 | 高効率電力貯蔵方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60201316A JPS6261277A (ja) | 1985-09-11 | 1985-09-11 | 高効率電力貯蔵方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6261277A true JPS6261277A (ja) | 1987-03-17 |
JPH041472B2 JPH041472B2 (ja) | 1992-01-13 |
Family
ID=16438986
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60201316A Granted JPS6261277A (ja) | 1985-09-11 | 1985-09-11 | 高効率電力貯蔵方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6261277A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013518366A (ja) * | 2010-01-25 | 2013-05-20 | ラモット アット テル−アヴィヴ ユニヴァーシテイ リミテッド | 燃料電池用の触媒及び電極 |
-
1985
- 1985-09-11 JP JP60201316A patent/JPS6261277A/ja active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013518366A (ja) * | 2010-01-25 | 2013-05-20 | ラモット アット テル−アヴィヴ ユニヴァーシテイ リミテッド | 燃料電池用の触媒及び電極 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH041472B2 (ja) | 1992-01-13 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |