JP3143568B2 - レドックスフロー電池の運転方法 - Google Patents
レドックスフロー電池の運転方法Info
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- JP3143568B2 JP3143568B2 JP06273984A JP27398494A JP3143568B2 JP 3143568 B2 JP3143568 B2 JP 3143568B2 JP 06273984 A JP06273984 A JP 06273984A JP 27398494 A JP27398494 A JP 27398494A JP 3143568 B2 JP3143568 B2 JP 3143568B2
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- redox flow
- flow battery
- positive electrode
- active material
- vanadium
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- 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
- Fuel Cell (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、一般にレドックスフ
ロー電池の運転方法に関するものであり、より特定的に
は、電極の劣化を減らし、長寿命化できるように改良さ
れた、レドックスフロー電池の運転方法に関する。
ロー電池の運転方法に関するものであり、より特定的に
は、電極の劣化を減らし、長寿命化できるように改良さ
れた、レドックスフロー電池の運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１は、従来より提案されているレドッ
クスフロー電池の概略構成図である。レドックスフロー
電池１は、セル２、正極液タンク３および負極液タンク
４を備える。セル２内は、たとえばイオン交換膜からな
る隔膜５により仕切られており、一方側が正極セル２
ａ、他方側が負極セル２ｂを構成している。正極セル２
ａおよび負極セル２ｂ内には、それぞれ電極として正極
６あるいは負極７が配置されている。
クスフロー電池の概略構成図である。レドックスフロー
電池１は、セル２、正極液タンク３および負極液タンク
４を備える。セル２内は、たとえばイオン交換膜からな
る隔膜５により仕切られており、一方側が正極セル２
ａ、他方側が負極セル２ｂを構成している。正極セル２
ａおよび負極セル２ｂ内には、それぞれ電極として正極
６あるいは負極７が配置されている。
【０００３】図１に示したレドックスフロー電池１で
は、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３，４に貯蔵し、これ
をポンプＰで流通型電解セル２へ送液し、酸化還元反応
により充放電を行なう。
は、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３，４に貯蔵し、これ
をポンプＰで流通型電解セル２へ送液し、酸化還元反応
により充放電を行なう。
【０００４】たとえば、正極活物質としてＦｅ3+／Ｆｅ
2+、負極活物質としてＣｒ2+／Ｃｒ 3+を用い、それぞ
れ、塩酸溶液とした場合、各酸化還元系の両極６，７に
おける電池反応は、下記の式のようになる。
2+、負極活物質としてＣｒ2+／Ｃｒ 3+を用い、それぞ
れ、塩酸溶液とした場合、各酸化還元系の両極６，７に
おける電池反応は、下記の式のようになる。
【０００５】
【化１】 上述の式の電気化学反応により、約１ボルトの起電力が
得られる。
得られる。
【０００６】特開昭６２−１８６４７３号公報において
は、図２に示すような、正極活物質および負極活物質と
してバナジウムを用い、それぞれ硫酸溶液としたレドッ
クスフロー電池を開示しており、この場合の電池反応
は、下記の式のようになる。
は、図２に示すような、正極活物質および負極活物質と
してバナジウムを用い、それぞれ硫酸溶液としたレドッ
クスフロー電池を開示しており、この場合の電池反応
は、下記の式のようになる。
【０００７】
【化２】
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来のレドックスフロ
ー電池の運転方法には、正極活物質をどの程度まで充電
すればよいのか、明確な指針はなかったので、正極活物
質を充電し終わったとき（または充電の終わりに近づく
と）、次式に示すような、水の分解反応により、酸素が
発生し、ひいては電極を酸化し、電極をぼろぼろにする
という問題点があった。
ー電池の運転方法には、正極活物質をどの程度まで充電
すればよいのか、明確な指針はなかったので、正極活物
質を充電し終わったとき（または充電の終わりに近づく
と）、次式に示すような、水の分解反応により、酸素が
発生し、ひいては電極を酸化し、電極をぼろぼろにする
という問題点があった。
【０００９】
【化３】 また、正極活物質の充電状態の液は、酸化力が強く、充
電された正極活物質が多ければ多いほど、電極を酸化劣
化させやすく、ひいては電圧効率が低下するという問題
点があった。
電された正極活物質が多ければ多いほど、電極を酸化劣
化させやすく、ひいては電圧効率が低下するという問題
点があった。
【００１０】また、正極活物質にバナジウムイオンを使
用する場合、４価のバナジウムに比べ、５価のバナジウ
ムは溶解度が小さく、析出しやすい。そのため、５価の
バナジウムが多くなるにつれて、析出物が多くなるとい
う問題点があった。
用する場合、４価のバナジウムに比べ、５価のバナジウ
ムは溶解度が小さく、析出しやすい。そのため、５価の
バナジウムが多くなるにつれて、析出物が多くなるとい
う問題点があった。
【００１１】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、電極の劣化を防ぎ、かつ長寿
命化できるように改良された、レドックスフロー電池の
運転方法を提供することを目的とする。
るためになされたもので、電極の劣化を防ぎ、かつ長寿
命化できるように改良された、レドックスフロー電池の
運転方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明は、正極におい
て、充電時、４価のバナジウムイオンから５価のバナジ
ウムイオンに変化し、放電時にはその逆反応を起こす正
極活物質を含むレドックスフロー電池の運転方法に係
る。そして、上記問題点を解決するために、充電終了時
において、上記正極活物質中の上記５価のバナジウムイ
オンが９０％以下になるように運転を行なう。
て、充電時、４価のバナジウムイオンから５価のバナジ
ウムイオンに変化し、放電時にはその逆反応を起こす正
極活物質を含むレドックスフロー電池の運転方法に係
る。そして、上記問題点を解決するために、充電終了時
において、上記正極活物質中の上記５価のバナジウムイ
オンが９０％以下になるように運転を行なう。
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【作用】レドックスフロー電池の運転を、正極活物質の
充電を９０％以下にした場合には、電極の劣化が少なく
なる。
充電を９０％以下にした場合には、電極の劣化が少なく
なる。
【００１６】充電終了時において、正極活物質中の５価
のバナジウムイオンが９０％以下になるように運転を行
なうと、バナジウムイオンの析出を抑えることができ
る。
のバナジウムイオンが９０％以下になるように運転を行
なうと、バナジウムイオンの析出を抑えることができ
る。
【００１７】
【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。
【００１８】正極活物質を１００％充電を行なったと
き、９５％まで充電を行なったときおよび９０％まで充
電を行なったときの電極の劣化について比較した。電極
の劣化は、電圧効率の値を目安にした。なぜなら、条件
が同じならば、電極の劣化は、電圧効率の低下に現れる
からである。
き、９５％まで充電を行なったときおよび９０％まで充
電を行なったときの電極の劣化について比較した。電極
の劣化は、電圧効率の値を目安にした。なぜなら、条件
が同じならば、電極の劣化は、電圧効率の低下に現れる
からである。
【００１９】実施例１ バナジウム１モル／ｌ−硫酸３モル／ｌを用いて、図２
に示すような小型電池を用いて、試験を行なった。結果
を、表１に示す。
に示すような小型電池を用いて、試験を行なった。結果
を、表１に示す。
【００２０】
【表１】 表１の結果から、１００％充電すると、電極の劣化が起
こりやすいことがわかる。また、９０％以下の充電にす
ると、電極の劣化が減少することがわかる。
こりやすいことがわかる。また、９０％以下の充電にす
ると、電極の劣化が減少することがわかる。
【００２１】実施例２ バナジウム２モル／ｌ−硫酸２モル／ｌを用いて小型電
池を作製し、５価のバナジウムの安定性を調べた。安定
性は、５０℃での析出試験を行なうことにより調べた。
結果を表２に示す。
池を作製し、５価のバナジウムの安定性を調べた。安定
性は、５０℃での析出試験を行なうことにより調べた。
結果を表２に示す。
【００２２】
【表２】 表２の結果から明らかなように、バナジウムは充電が少
ないほど安定であることがわかった。
ないほど安定であることがわかった。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したとおり、充電終了時におい
て、正極活物質中の５価のバナジウムイオンが９０％以
下になるように運転をするので、正極活物質が１００％
充電されないため、電極の劣化を減少させることがで
き、ひいては長寿命化させることができる。
て、正極活物質中の５価のバナジウムイオンが９０％以
下になるように運転をするので、正極活物質が１００％
充電されないため、電極の劣化を減少させることがで
き、ひいては長寿命化させることができる。
【００２４】また、充電終了時において、正極活物質中
の５価のバナジウムイオンが９０％以下になるように運
転を行なうと、５価のバナジウムイオンの析出を抑制す
ることができ、ひいては、バナジウム析出によるメンテ
ナンス等の心配が減るという効果を奏する。
の５価のバナジウムイオンが９０％以下になるように運
転を行なうと、５価のバナジウムイオンの析出を抑制す
ることができ、ひいては、バナジウム析出によるメンテ
ナンス等の心配が減るという効果を奏する。
【図１】従来のレドックスフロー電池の概略構成図であ
る。
る。
【図２】従来の全バナジウム系レドックスフロー電池の
概略構成図である。
概略構成図である。
６ 正極 ７ 負極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 岳文 大阪府大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友電気工業株式会社 大阪製作所内 (72)発明者 伊藤 哲二 大阪府大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友電気工業株式会社 大阪製作所内 (72)発明者 徳田 信幸 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−290872（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−61277（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−186473（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 8/18
Claims (1)
- 【請求項１】 正極において、充電時、４価のバナジウ
ムイオンから５価のバナジウムイオンに変化し、放電時
にはその逆反応を起こす正極活物質を含むレドックスフ
ロー電池の運転方法において、 充電終了時において、前記正極活物質中の前記５価のバ
ナジウムイオンが９０％以下になるように運転を行なう
ことを特徴とする、レドックスフロー電池の運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06273984A JP3143568B2 (ja) | 1994-11-08 | 1994-11-08 | レドックスフロー電池の運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06273984A JP3143568B2 (ja) | 1994-11-08 | 1994-11-08 | レドックスフロー電池の運転方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08138718A JPH08138718A (ja) | 1996-05-31 |
| JP3143568B2 true JP3143568B2 (ja) | 2001-03-07 |
Family
ID=17535321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06273984A Expired - Lifetime JP3143568B2 (ja) | 1994-11-08 | 1994-11-08 | レドックスフロー電池の運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3143568B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011136256A1 (ja) | 2010-04-27 | 2011-11-03 | 住友電気工業株式会社 | レドックスフロー電池 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4826057B2 (ja) | 2003-12-11 | 2011-11-30 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池 |
| JP2011210696A (ja) * | 2010-03-12 | 2011-10-20 | Sumitomo Electric Ind Ltd | レドックスフロー電池 |
| 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 |
| KR101118448B1 (ko) | 2010-03-12 | 2012-03-06 | 스미토모덴키고교가부시키가이샤 | 레독스 흐름 전지 |
| WO2014162326A1 (ja) | 2013-03-30 | 2014-10-09 | Ｌｅシステム株式会社 | レドックスフロー電池及びその運転方法 |
| CN106159303B (zh) * | 2016-08-31 | 2019-02-26 | 深圳市综合能源有限公司 | 一种大功率直流钒电池储电站 |
-
1994
- 1994-11-08 JP JP06273984A patent/JP3143568B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011136256A1 (ja) | 2010-04-27 | 2011-11-03 | 住友電気工業株式会社 | レドックスフロー電池 |
| EP2581976A1 (en) | 2010-04-27 | 2013-04-17 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Redox flow battery |
| US8771857B2 (en) | 2010-04-27 | 2014-07-08 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Redox flow battery |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08138718A (ja) | 1996-05-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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