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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-
- 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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- 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 |