JP2025172995A - タンク、およびレドックスフロー電池システム - Google Patents

Abstract

【課題】タンク内の電解液などの物質がタンク外に漏れることを抑制できるタンクを提供する。
【解決手段】タンク本体と、前記タンク本体の内面に配置された内層とを備え、前記タンク本体に対する前記内層の剥離強度は、前記内層の破断強度よりも小さい、タンク。
【選択図】図２

Description

本開示は、タンク、およびレドックスフロー電池システムに関する。

特許文献１、２は、電解液が貯留されるレドックスフロー電池用タンクを開示する。特許文献１には、金属製のタンクの内面に樹脂膜をライニングすることが記載されている。特許文献２には、タンクをコンテナ内に収納することが記載されている。特許文献２のタンクは、樹脂またはゴムなどで構成されている。コンテナは金属製である。上記コンテナは、例えばＩＳＯ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ）規格の国際海上貨物用コンテナである。コンテナの内面には、樹脂などからなる被覆層を設けることが記載されている。以下の説明では、特許文献１の「金属製タンク」、および特許文献２の「コンテナ」を「タンク本体」と呼ぶことがある。特許文献１の「樹脂膜」、および特許文献２の「被覆層」を「内層」と呼ぶことがある。

特開平１０－２０８７６６号公報 国際公開第２０１９／１０２５４４号

地震などによってタンクが予期しない衝撃力を受けた場合、タンク本体に亀裂が発生するおそれがある。タンク本体に発生した亀裂が内層まで進展すると、タンク内の電解液が亀裂から漏れ出る可能性がある。

本開示は、タンク内の電解液などの物質がタンク外に漏れることを抑制できるタンクを提供することを目的の一つとする。

本開示のタンクは、
タンク本体と、
前記タンク本体の内面に配置された内層とを備え、
前記タンク本体に対する前記内層の剥離強度は、前記内層の破断強度よりも小さい。

本開示のタンクは、タンク内の電解液などの物質がタンク外に漏れることを抑制できる。

図１は、実施形態に係るレドックスフロー電池システムの構成を示す概略図である。 図２は、実施形態に係るタンクの構造を示す断面図である。 図３は、実施形態に係るタンクの構造を拡大して示す断面図である。 図４は、実施形態に係るタンクにおける内層の剥離強度の試験方法を説明する図である。 図５は、実施形態に係るタンクにおける内層の剥離強度の試験方法を説明する別の図である。 図６は、実施形態に係るタンクの構造の別の一例を示す断面図である。 図７は、試験例での剥離強度の測定方法を説明する図である。

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。

（１）本開示の実施態様に係るタンクは、
タンク本体と、
前記タンク本体の内面に配置された内層とを備え、
前記タンク本体に対する前記内層の剥離強度は、前記内層の破断強度よりも小さい。

本開示のタンクによれば、内層の剥離強度が内層の破断強度よりも小さいことで、タンク本体に亀裂が発生したとしても、内層に亀裂が発生することを抑制できる。その理由は、タンク本体に発生した亀裂によって内層が破断する前にタンク本体から内層が剥離するからである。したがって、本開示のタンクは、タンク内の電解液などの物質がタンク外に漏れることを抑制できる。上記剥離強度は、タンク本体と内層との間の接着力を示す指標である。

（２）上記（１）のタンクにおいて、
前記剥離強度が５００ＭＰａ以下であってもよい。

上記（２）の構成によれば、内層が破断する前に内層がタンク本体から剥離し易い。

（３）上記（１）または（２）のタンクにおいて、
前記内層の材質が樹脂またはゴムであってもよい。

上記（３）の構成によれば、電解液によるタンク本体の腐食を抑制できる。

（４）上記（１）から（３）のいずれかのタンクにおいて、
前記内層の厚さが０．５ｍｍ以上２０ｍｍ以下であってもよい。

上記（４）の構成によれば、内層の機能を十分に発揮できる。

（５）上記（１）から（４）のいずれかのタンクにおいて、
前記タンク本体の材質がコンクリートまたは金属であってもよい。

上記（５）の構成によれば、タンク本体が長期にわたって劣化し難い。

（６）上記（１）から（５）のいずれかのタンクにおいて、
前記タンク本体の内面の平面度が５ｍｍ以下であってもよい。

上記（６）の構成によれば、剥離強度を小さくすることができるので、内層が破断する前に内層がタンク本体から剥離し易い。

（７）上記（１）から（６）のいずれかのタンクにおいて
前記タンク本体は、基体と、前記基体の内側の表面に設けられたプライマ層を有し、
前記プライマ層が前記タンク本体の内面を構成していてもよい。

上記（７）の構成によれば、剥離強度を小さくすることができるので、内層が破断する前に内層がタンク本体から剥離し易い。

（８）本開示の実施態様に係るレドックスフロー電池システムは、
正極電解液が貯留される正極タンクと、負極電解液が貯留される負極タンクとを備え、
前記正極タンクおよび前記負極タンクの少なくとも一方は、上記（１）から（７）のいずれか１つのタンクである。

本開示のレドックスフロー電池システムは、本開示のタンクを備えることで、タンク内の電解液が漏れ出ることを抑制できる。

［本開示の実施形態の詳細］
以下、図面を参照して、本開示の実施形態に係るタンク、およびレドックスフロー電池システムの具体例を説明する。図中の同一符号は同一または相当部分を示す。以下、レドックスフロー電池システムを「ＲＦ電池システム」と呼ぶ場合がある。
なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

＜ＲＦ電池システム＞
図１を参照して、実施形態に係るＲＦ電池システム１について説明する。ＲＦ電池システム１は、電解液循環型の二次電池である。ＲＦ電池システム１は、正極電解液に含まれる正極活物質の酸化還元電位と負極電解液に含まれる負極活物質の酸化還元電位との差を利用して充電および放電を行う。

電解液は、公知のものを使用することができる。正極電解液は正極活物質を含む。正極活物質は、例えばマンガンイオン、バナジウムイオン、鉄イオン、ポリ酸、キノン誘導体、およびアミンからなる群より選択される１種以上である。負極電解液は負極活物質を含む。負極活物質は例えば、チタンイオン、バナジウムイオン、クロムイオン、ポリ酸、キノン誘導体、およびアミンからなる群より選択される１種以上である。電解液の具体例は、正極電解液および負極電解液の双方がバナジウムイオンを含む。電解液の別の例は、正極電解液がマンガンイオンを含み、負極電解液がチタンイオンを含む。正極電解液および負極電解液の溶媒は、例えば、硫酸、リン酸、硝酸、塩酸からなる群より選択される１種以上の酸または酸塩を含む水溶液である。

ＲＦ電池システム１は、代表的には、交流／直流変換器７や変電設備７１を介して発電部８および負荷９に接続される。ＲＦ電池システム１は、発電部８で発電された電力を充電したり、充電した電力を負荷９に放電したりすることが可能である。発電部８は、太陽光発電や風力発電などの自然エネルギーを利用した発電設備やその他一般の発電所である。ＲＦ電池システム１は、例えば、負荷平準化用途、瞬低補償、非常用電源といった用途、自然エネルギー発電の出力平滑化用途に利用される。

ＲＦ電池システム１は、電池セル１００と、正極タンク２ｐと、負極タンク２ｎとを備える。ＲＦ電池システム１は、さらに、電池セル１００と正極タンク２ｐとをつなぐ配管３ｐと、電池セル１００と負極タンク２ｎとをつなぐ配管３ｎと、各配管３ｐ、３ｎに設けられたポンプ４０とを備える。正極タンク２ｐは正極電解液が貯留されている。負極タンク２ｎは負極電解液が貯留されている。正極電解液は、配管３ｐを通って正極タンク２ｐと電池セル１００との間を循環する。負極電解液は、配管３ｎを通って負極タンク２ｎと電池セル１００との間を循環する。

（電池セル）
電池セル１００は、正極電極１０４と負極電極１０５と隔膜１０１とを備える。隔膜１０１は正極電極１０４と負極電極１０５との間に配置される。電池セル１００は、隔膜１０１によって正極セル１０２と負極セル１０３とに分離されている。正極電極１０４は正極セル１０２に配置されている。負極電極１０５は負極セル１０３に配置されている。正極セル１０２には正極電解液が供給される。負極セル１０３には負極電解液が供給される。電池セル１００の構成は、公知の構成を適宜利用できる。

配管３ｐおよび配管３ｎは同じ構成である。各配管３ｐ、３ｎは、第一配管３１と第二配管３２とを備える。ポンプ４０は第一配管３１に設けられている。ポンプ４０は、タンク２ｐ、２ｎ内の電解液を電池セル１００へ循環させる。配管３ｐにおける第一配管３１は、正極タンク２ｐから電池セル１００に正極電解液を送る配管である。配管３ｐにおける第二配管３２は、電池セル１００から正極タンク２ｐに正極電解液を戻す配管である。即ち、正極電解液は、正極タンク２ｐから第一配管３１を通って正極セル１０２に供給される。正極セル１０２から排出された正極電解液は、第二配管３２を通って正極タンク２ｐに戻される。配管３ｎにおける第一配管３１は、負極タンク２ｎから電池セル１００に負極電解液を送る配管である。配管３ｎにおける第二配管３２は、電池セル１００から負極タンク２ｎに負極電解液を戻す配管である。即ち、負極電解液は、負極タンク２ｎから第一配管３１を通って負極セル１０３に供給される。負極セル１０３から排出された負極電解液は、第二配管３２を通って負極タンク２ｎに戻される。充電または放電を行うときは、電解液がポンプ４０によって循環される。充電および放電を行わないときは、ポンプ４０が停止され、電解液が循環されない。

ＲＦ電池システム１は、単数の電池セル１００を備える構成でもよいし、複数の電池セル１００を備える構成でもよい。本実施形態では、図１に示すように、複数の電池セル１００が積層されたセルスタック２００を備える。セルスタック２００は、セルフレーム１２０、正極電極１０４、隔膜１０１、負極電極１０５が順に繰り返し積層されて構成される。セルスタック２００の両端にはエンドプレート２１０が配置される。エンドプレート２１０間を締付部材２３０で締め付けることによりセルスタック２００が一体化される。セルスタック２００の構成は、公知の構成を適宜利用できる。

セルフレーム１２０は双極板１２１と枠体１２２とを有する。双極板１２１は正極電極１０４と負極電極１０５との間に配置される。枠体１２２は双極板１２１の周囲に設けられる。枠体１２２の内側には、双極板１２１と枠体１２２により凹部が形成される。凹部は、双極板１２１の両方の面にそれぞれ設けられている。各凹部には、双極板１２１を挟んで正極電極１０４と負極電極１０５とがそれぞれ収納される。

図１に示すように、隣り合う各セルフレーム１２０の双極板１２１の間に、隔膜１０１を挟んで正極電極１０４および負極電極１０５が配置されることにより、１つの電池セル１００が形成される。各セルフレーム１２０の枠体１２２の間には、例えば環状のシール部材１２７が配置される。セルスタック２００における電池セル１００の積層数は適宜選択できる。

詳細な図示は省略するが、枠体１２２は、各電解液を供給する給液マニホールドおよび各電解液を排出する排液マニホールドを有する。各マニホールドは、枠体１２２を貫通するように設けられており、セルフレーム１２０が積層されることで各電解液の流路を構成する。これら各流路は、第一配管３１および第二配管３２とそれぞれつながっている。

＜タンク＞
図２および図３を参照して、実施形態に係るタンク２について説明する。実施形態に係るタンク２は、図１に示すＲＦ電池システム１に備える正極タンク２ｐおよび負極タンク２ｎである。タンク２は、図２に示すように、タンク本体１０と、内層２０とを備える。図２は、タンク２を縦方向に切断した断面図である。この縦方向は、タンク２の天面部からタンク２の底部に向かう方向である。図２では、図１に示す配管３ｐ、３ｎなどは図示を省略している。図３は、図２に示すタンク２の断面の一部を拡大して示す図である。タンク２には、正極電解液および負極電解液のいずれか一方の電解液５が貯留されている。タンク２の特徴の一つは、タンク本体１０に対する内層２０の剥離強度が内層２０の破断強度よりも小さい点にある。内層２０の剥離強度が内層２０の破断強度よりも小さいことで、タンク本体１０に亀裂が発生したとしても、内層２０に亀裂が発生することを抑制できる。内層２０に亀裂が発生し難いことで、内層２０が破断し難い。したがって、タンク２内の電解液５が漏れ出ることを抑制できる。

ＲＦ電池システム１では、タンク２に貯留されている電解液５が多いほど、電池容量が増加する。つまり、タンク２の容積が大きいほど、ＲＦ電池システム１の電池容量を増やすことができる。タンク２の容積は、ＲＦ電池システム１の電池容量に応じて適宜選択できる。タンク２の容積は、例えば１０ｍ^３以上である。

（タンク本体）
タンク本体１０は、タンク２を構成する躯体である。タンク本体１０は、タンク２に加わる力を支える役割を担っている。タンク本体１０は、電解液５が貯留された状態であっても、タンク２の形状を維持する強度を有する。図２に示すタンク本体１０は、底部と天面部と壁部とを備える。壁部は底部と天面部とをつなぐ。

〈材質〉
タンク本体１０は、長期にわたって劣化し難い耐久性を有する材料で構成されている。タンク本体１０の材質は、例えば、コンクリートまたは金属である。ここでいうコンクリートには、鉄筋コンクリートも含まれる。金属は、例えば、鉄、鉄合金、アルミニウム、またはアルミニウム合金である。鉄合金には、炭素鋼またはステンレス鋼などの鋼が含まれる。

コンクリート製のタンク本体１０は、容積が大きいタンク２を構築し易い。また、コンクリート製のタンク本体１０は、金属製のタンク本体１０に比較して、コストダウンを図ることができる。タンク本体１０のコストは、基本的に材料の使用量によって決まる。タンク２の容積が大きいほど、タンク本体１０をコンクリートによって構築した方が、コストダウンに有利である。金属製のタンク本体１０には、例えば、既存のコンテナを利用できる。既存のコンテナの具体例は、ＩＳＯ規格に準拠する国際海上貨物用コンテナである。一般に、これらのコンテナは、一般構造用圧延鋼材などの炭素鋼で構成されている。

（内層）
内層２０は、タンク本体１０の内面１１に配置されている。内層２０は、タンク本体１０に接着されている。内層２０は、内面１１と向かい合う面に接着部２１を有する。内層２０は、接着部２１によってタンク本体１０の内面１１に接着されている。内層２０は、タンク２の内部空間に面する表面を有する。内層２０は、電解液５によるタンク本体１０の腐食を抑制する役割を担っている。内層２０は、少なくとも電解液５と接触する部分に設けられていればよい。内層２０は、図２に示すように、タンク本体１０の内面１１の全部を覆うように設けられていてもよい。つまり、内層２０は、タンク本体１０における底部の内面、壁部の内面、および天面部の内面の全てを覆うように設けられていてもよい。本実施形態では、図３に示すように、内層２０がタンク本体１０の内面１１に直接接している。

〈材質〉
内層２０は、電気的絶縁性を有し、電解液５に対する耐性を有する材料で構成されている。内層２０の材質は、例えば、樹脂またはゴムである。ここでいう樹脂には、樹脂と繊維とが複合化された繊維強化樹脂（ＦＲＰ）も含まれる。内層２０を構成する樹脂は、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、またはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）である。内層２０を構成するゴムは、例えば、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、またはフッ素ゴム（ＦＫＭ）である。ＦＲＰに含有する繊維は、例えば、ガラス繊維および炭素繊維の少なくとも一方である。

〈厚さ〉
内層２０の厚さは、例えば０．５ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。内層２０の厚さが大きいほど、内層２０にピンホールなどの欠陥が生じ難い。内層２０の厚さが大きいほど、内層２０の強度が高くなる。内層２０の厚さが０．５ｍｍ以上であれば、タンク本体１０の腐食を抑制し易い。内層２０の厚さが２０ｍｍ以下であれば、内層２０の材料およびコストを削減できる。内層２０の厚さは、更に１ｍｍ以上１５ｍｍ以下、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下でもよい。

〈形成方法〉
内層２０は、例えば、塗工法によって形成することができる。塗工法は、例えば、塗布法、または吹き付け法を用いることができる。具体的には、内層２０を構成する樹脂などの材料を溶融させた状態でタンク本体１０の内面１１に塗布または吹き付けた後、材料を固化させることで、内層２０が形成される。内層２０が所定の厚さとなるまで、塗布または吹き付けを繰り返し行う。塗工法によって内層２０を形成した場合、内層２０に含まれる樹脂などの接着力によってタンク本体１０の内面１１に内層２０が接着される。この場合、内層２０自体が接着力を有しており、内面１１と向かい合う面に接着部２１が形成される。つまり、接着部２１は、内層２０自体の構成材料によって構成されていてもよい。内層２０における内面１１と接する部分が接着部２１を構成している。ＦＲＰからなる内層２０は、樹脂に短繊維を混ぜた混合材料を塗布して形成する場合と、樹脂の塗布と繊維シートの貼り付けとを繰り返して形成する場合とがある。本実施形態では、内層２０が塗工法によって形成されている。

その他、内層２０は、内層２０を構成する樹脂などの材料を加工したシートをタンク本体１０の内面１１に接着剤によって接着することで形成されていてもよい。この場合、内層２０における内面１１と向かい合う面に接着層（図示せず）が形成されることで、内層２０がタンク本体１０の内面１１に接着層によって接着される。接着層は、タンク本体１０と内層２０との間に配置される。つまり、タンク本体１０の内面１１に接着層が配置され、接着層の上に内層２０配置される。接着層の材質は内層２０の材質と異なる。内層２０がタンク本体１０に接着層によって接着されている場合、内層２０自体が接着力を有していなくてもよい。内層２０が接着層を有する構成では、内層２０がベース層と接着層とを備えて、接着層が接着部２１を構成する。接着層は接着剤によって構成されている。接着剤は、例えば、二液反応型のエポキシ系接着剤、またはシリコーン系の弾性接着剤である。

（タンク本体に対する内層の剥離強度）
タンク本体１０に対する内層２０の剥離強度は、内層２０の破断強度よりも小さい。剥離強度は、タンク本体１０の内面１１に沿う方向に内層２０が引っ張られたときにタンク本体１０から内層２０が剥がれるときの強度である。破断強度は、タンク本体１０の内面１１に沿う方向に内層２０が引っ張られたときに内層２０が破断するときの強度である。タンク本体１０の内面１１に沿う方向は、内面１１に平行な方向である。

内層２０の剥離強度が内層２０の破断強度よりも小さいことで、タンク本体１０に亀裂が発生したとしても、内層２０に亀裂が発生することを抑制できる。その理由は次のとおりである。タンク本体１０に亀裂が発生すると、この亀裂が開く方向に内層２０が引っ張られる。つまり、タンク本体１０に発生した亀裂によって、タンク本体１０の内面１１に沿った方向の引張荷重が内層２０に作用する。内層２０の剥離強度が内層２０の破断強度よりも小さい場合、内層２０が引張荷重によって破断する前に内層２０がタンク本体１０から剥離する。その結果、タンク本体１０に発生した亀裂が内層２０まで進展し難い。つまりタンク本体１０に亀裂が発生しても、内層２０に亀裂が発生し難い。一方、内層２０の剥離強度が内層２０の破断強度以上の場合、内層２０が引張荷重によってタンク本体１０から剥離せずに、内層２０に亀裂が発生する。

剥離強度は、例えば０超５００ＭＰａ以下である。剥離強度が５００ＭＰａ以下であることで、タンク本体１０から内層２０が剥離し易い。剥離強度は、更に３００ＭＰａ以下、１００ＭＰａ以下であってもよい。剥離強度は、０より大きい値であり、タンク本体１０に対して内層２０を支持できる強度があればよい。剥離強度の下限は、例えば１ＭＰａである。剥離強度が１ＭＰａ以上であれば、タンク本体１０に対して内層２０が支持された状態を維持し易い。剥離強度は、例えば１ＭＰａ以上５００ＭＰａ以下、２ＭＰａ以上３００ＭＰａ以下、３ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下、３ＭＰａ以上１００ＭＰａ以下でもよい。剥離強度は、後述する試験例１において説明する剥離強度の測定に従って測定したものである。

剥離強度の上限は、破断強度よりも小さい範囲であればよく、内層２０の材質によって異なってもよい。内層２０の材質がＰＥである場合、剥離強度は、例えば３５ＭＰａ未満、更に３０ＭＰａ以下であってもよい。内層２０の材質がＰＶＣである場合、剥離強度は、例えば６０ＭＰａ未満、更に５０ＭＰａ以下であってもよい。内層２０の材質がＦＲＰである場合、剥離強度は、例えば５００ＭＰａ未満、更に３００ＭＰａ以下であってもよい。内層２０の材質がＥＰＤＭである場合、剥離強度は、例えば２０ＭＰａ未満、更に１５ＭＰａ以下であってもよい。内層２０の材質がＦＫＭである場合、剥離強度は、例えば２０ＭＰａ未満、更に１５ＭＰａ以下であってもよい。

（内層の破断強度）
内層２０の破断強度は、内層２０の材質によって異なる。ＰＥからなる内層２０の破断強度は、例えば２０ＭＰａ以上３５ＭＰａ以下の範囲である。ＰＶＣからなる内層２０の破断強度は、例えば４０ＭＰａ以上６０ＭＰａ以下の範囲である。ＦＲＰからなる内層２０の破断強度は、例えば３００ＭＰａ以上５００ＭＰａ以下の範囲である。ＥＰＤＭからなる内層２０の破断強度は、例えば５ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下の範囲である。ＦＫＭからなる内層２０の破断強度は、例えば７ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下の範囲である。破断強度は、後述する試験例１において説明する破断強度の測定に従って測定したものである。

（タンク本体の内面の平面度）
剥離強度が小さいほど、タンク本体１０から内層２０が剥離し易くなる。例えば、タンク本体１０の内面１１が平滑であると、剥離強度が小さくなる。タンク本体１０の内面１１の平面度が小さいほど、タンク本体１０から内層２０が剥離し易くなる。内面１１の平面度は、例えば、内面１１を研磨などによって平滑化することで小さくすることができる。剥離強度を小さくする観点から、内面１１の平面度は、例えば５ｍｍ以下である。内面１１の平面度は、更に４ｍｍ以下、２ｍｍ以下であってもよい。ここでいう平面度は、１００ｍｍ四方の領域での平面度である。１００ｍｍ四方とは、１辺が１００ｍｍの正方形を意味する。平面度は、ＪＩＳ Ｂ ０６２１：１９８４「幾何偏差の定義及び表示」に準拠して測定する。

その他、内層２０自体の接着強度が小さい場合、剥離強度が小さくなる。また、上述したように、内層２０がタンク本体１０の内面１１に接着層によって接着されている場合、接着層の接着強度が小さいことで、剥離強度が小さくなる。接着層の接着強度が内層２０の破断強度よりも小さい場合、上記引張荷重が作用したとき、内層２０と接着層との界面、または、タンク本体１０と接着層との界面で界面破壊が起こることで、タンク本体１０から内層２０が剥離し易くなる。接着層の破断強度が内層２０の破断強度よりも小さくてもよい。この場合、上記引張荷重が作用したときに接着層自体が凝集破壊することで、タンク本体１０から内層２０が剥離し易くなる。

〈剥離強度の試験方法〉
内層２０の剥離強度が内層２０の破断強度よりも小さいことは、以下に示す剥離強度の試験方法によって評価できる。図４および図５を参照して、内層２０の剥離強度の試験方法について説明する。図４は、図３と同じように、図２に示すタンク２の断面の一部を拡大して示す図である。図５は、図２に示すタンク２を内側から見た図である。即ち、図５は、内層２０の表面を正面から見た図である。剥離強度の試験は次のように行う。図５に示すように、内層２０の表面のうち、１００ｍｍ四方の領域Ａを選択する。領域Ａの周囲の内層２０を除去して、領域Ａ内の内層２０と領域Ａ外の内層２０とを縁切りする。図４および図５に示すように、内層２０を除去した部分はタンク本体１０の内面１１が露出している。領域Ａを半分に分け、領域Ａの半分に治具６を固定する。図５では、領域Ａを左右半分に分け、右半分に治具６を固定している。図５中、領域Ａのうち、治具６が固定される右半分をハッチングで示している。治具６は、例えば、接着剤によって領域Ａの半分に固定されている。この接着剤は、治具６と領域Ａとの接着強度がタンク本体１０と内層２０との剥離強度よりも十分高くなるような接着剤である。治具６を内面１１に平行な方向に一定の速度で動かして、領域Ａの内層２０を引っ張る。図５に示すように、領域Ａの右半分に治具６が固定されている場合は、治具６を右方向に動かす。治具６は、領域Ａの左半分に固定されていてもよい。その場合、治具６を左方向に動かす。領域Ａを上下半分に分け、上半分または下半分に治具６を固定してもよい。治具６が領域Ａの上半分に固定されている場合、治具６を上方向に動かす。治具６が領域Ａの下半分に固定されている場合、治具６を下方向に動かす。

治具６によって領域Ａの内層２０を引っ張ったとき、領域Ａの内層２０が破断せずにタンク本体１０から剥離した場合、内層２０の剥離強度が内層２０の破断強度よりも小さいとみなす。また、領域Ａの内層２０が剥離するまでの最大引張荷重を領域Ａの面積で割った値を内層２０の剥離強度とみなす。治具６を引っ張ったとき、領域Ａの内層２０がタンク本体１０から剥離せずに破断した場合、内層２０の剥離強度が内層２０の破断強度以上とみなす。この場合、領域Ａの内層２０の一部がタンク本体１０の内面１１に残っている。

（プライマ層）
図６に示すように、タンク本体１０はプライマ層１５を有していてもよい。タンク本体１０がプライマ層１５を有する構成では、タンク本体１０が基体１０ａとプライマ層１５とを備えて、プライマ層１５がタンク本体１０の内面１１を構成する。基体１０ａの材質とプライマ層１５の材質とは異なる。基体１０ａは、上述したタンク本体１０の材質によって構成されている。プライマ層１５は、後述するように、樹脂によって構成されている。プライマ層１５は、基体１０ａの内側の表面に設けられている。プライマ層１５は、内層２０と向かい合う表面を有する。タンク本体１０がプライマ層１５を有する場合、内層２０はプライマ層１５の表面に配置されている。つまり、プライマ層１５は内層２０よりも下層に位置しており、タンク本体１０と内層２０との間にプライマ層１５が配置されている。プライマ層１５の主な役割は、タンク本体１０から内層２０を剥離し易くする、即ち剥離強度を小さくすることである。

〈材質〉
プライマ層１５の材質は、例えば樹脂である。プライマ層１５を構成する樹脂は、例えば、エポキシ（ＥＰ）、アクリル（ＰＭＭＡ）、ポリエステル（ＰＥＴ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、フッ素樹脂（ＰＴＦＥ）、またはポリウレタン（ＰＵＲ）である。ＥＰ、ＰＭＭＡまたはＰＥＴは平滑性に優れることから、平滑性が高いプライマ層１５を形成できる。ＰＯＭまたはＰＴＦＥは潤滑性に優れることから、潤滑性が高いプライマ層１５を形成できる。平滑性または潤滑性が高いプライマ層１５を有することで、上記引張荷重が作用したときに、内層２０とプライマ層１５との界面で界面破壊が起こり易くなる。その結果、剥離強度が小さくなり、タンク本体１０から内層２０が剥離し易くなる。ＰＵＲからなるプライマ層１５は強度が低い。上記引張荷重が作用したときにプライマ層１５が凝集破壊することで、タンク本体１０から内層２０が剥離し易くなる。

〈厚さ〉
プライマ層１５の厚さは、例えば０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下である。プライマ層１５の厚さが大きいほど、タンク本体１０の内側の表面の凹をプライマ層１５によって埋めることができる。その結果、タンク本体１０の内面１１が平滑化され、タンク本体１０の内面１１の平面度が小さくなる。プライマ層１５の厚さは、プライマ層１５の機能を発揮できる限りにおいて、小さくてよい。プライマ層１５の厚さが０．１ｍｍ以上であれば、タンク本体１０の内面１１が平滑化され易い。内層２０の厚さが５ｍｍ以下であれば、プライマ層１５の材料およびコストを削減できる。プライマ層１５の厚さは、更に０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下でもよい。

〈形成方法〉
プライマ層１５は、例えば、塗工法によって形成することができる。塗工法については、内層２０と同様であるため、その詳細な説明は省略する。

［試験例１］
タンク本体に対する内層の剥離強度を評価するため、以下の模擬試験を行った。

この試験では、図７に示す試験片Ｔ２を用意する。試験片Ｔ２は、タンク本体を模擬した第一部材Ｔ１０と、内層を模擬した第二部材Ｔ２０とを有する。第一部材Ｔ１０と第二部材Ｔ２０のそれぞれの面積は１００ｍｍ四方である。第一部材Ｔ１０と第二部材Ｔ２０とは、幅１００ｍｍ×長さ１０ｍｍの範囲で重なっている。第一部材Ｔ１０の幅１００ｍｍ×長さ９０ｍｍの残りの部分は第二部材Ｔ２０と重なっていない。

試験片Ｔ２は次のようにして作製する。第一部材Ｔ１０と補助基材（図示せず）とを用意する。補助基材の面積は、幅１００ｍｍ×長さ９０ｍｍである。補助基材の厚さは第一部材Ｔ１０と同じである。第一部材Ｔ１０と補助基材の互いの１００ｍｍの端面同士を突き合わせ、第一部材Ｔ１０と補助基材とが隣り合うように並べる。第一部材Ｔ１０の表面のうち、補助基材と接する辺から幅１００×長さ１０ｍｍの範囲を除く領域にマスキングフィルムを貼る。補助基材の表面の全面にマスキングフィルムを貼る。マスキングフィルムは剥離性に優れる材料で形成されている。第一部材Ｔ１０と補助基材とが並んだ状態で、第一部材Ｔ１０と補助基材のそれぞれの表面に第二部材Ｔ２０の材料を一連に塗布した後、材料を固化させる。第二部材Ｔ２０が所定の厚さとなるまで、この作業を繰り返し行う。第二部材Ｔ２０が形成された後、補助基材を取り外す。第一部材Ｔ１０のマスキングフィルムで覆われた領域に形成された第二部材は切断して、マスキングフィルムごと取り外す。このような方法により、試験片Ｔ２を作製できる。

この試験では、試料Ｎｏ．１からＮｏ．７の試験片と、試料Ｎｏ．１０１およびＮｏ．１０２の試験片をそれぞれ用意した。各試料の仕様は表１のとおりである。表１中、第一部材の材質の「Ｃ」は鉄筋コンクリートを示し、「Ｓ」は炭素鋼を示す。鉄筋コンクリートの厚さは５０ｍｍである。炭素鋼の厚さは１０ｍｍである。炭素鋼は圧延材である。平面度は、第一部材の表面における１００ｍｍ四方の領域での平面度を示す。第二部材の材質の「ＦＲＰ」は、ＰＶＣにガラスの短繊維が混合されたものである。

試料Ｎｏ．１、およびＮｏ．７の試験片は、第一部材Ｔ１０の表面を機械研磨した。試料Ｎｏ．１およびＮｏ．７以外の試験片は、第一部材Ｔ１０の表面を機械研磨していない。試料Ｎｏ．２からＮｏ．６、およびＮｏ．８の試験片は、第一部材Ｔ１０の表面に、図６に示すプライマ層１５が設けられている。プライマ層１５は、第二部材Ｔ２０の材料を塗布する前に形成する。プライマ層１５は、第一部材Ｔ１０の表面にプライマ層１５の材料を塗布した後、材料を固化させることで形成している。プライマ層１５が所定の厚さとなるまで、この作業を繰り返し行う。

（剥離強度の測定）
各試料の試験片について、第二部材の剥離強度を測定した。剥離強度の測定は次のようにして行う。第一部材Ｔ１０と第二部材Ｔ２０とをそれぞれクランプで掴んで引張試験を実施する。引張試験は、第一部材Ｔ１０の表面に沿って第一部材Ｔ１０と第二部材Ｔ２０とが離れる方向に、第一部材Ｔ１０と第二部材Ｔ２０とを引っ張る。第二部材Ｔ２０が第一部材Ｔ１０から剥離するまでの最大引張荷重を測定する。第二部材Ｔ２０が第一部材Ｔ１０から剥離せずに破断した場合は測定不能とする。最大引張荷重を、第一部材Ｔ１０と第二部材Ｔ２０とが重なる面積で割った値を第二部材の剥離強度とする。各試料の試験片について、第一部材Ｔ１０に対する第二部材Ｔ２０の剥離性を評価した。剥離性の評価は、上記引張試験において、第二部材Ｔ２０が破断せずに第一部材Ｔ１０から剥離した場合を「Ａ」とし、第二部材Ｔ２０が剥離せずに破断した場合を「Ｂ」とする。各試料の第二部材の剥離強度、および剥離性の評価を表１に示す。

（破断強度の測定）
さらに、１００ｍｍ四方の第二部材のみを作製し、第二部材の破断強度を測定した。第二部材の破断強度は、第二部材について引張試験を行い、第二部材が破断するまでの最大引張応力を測定することによって求めた。各試料における第二部材の破断強度を表１に示す。

試料Ｎｏ．１からＮｏ．８はいずれも剥離性の評価がＡであった。試料Ｎｏ．１０１、１０２は、剥離性の評価がＢであった。試料Ｎｏ．１とＮｏ．１０１との比較、および試料Ｎｏ．７とＮｏ．１０２との比較から、タンク本体の内面の平面度は５ｍｍ以下が好ましいと考えられる。

１ レドックスフロー電池システム（ＲＦ電池システム）
７ 交流／直流変換器、７１ 変電設備
８ 発電部、９ 負荷
２ タンク
２ｐ 正極タンク、２ｎ 負極タンク
１０ タンク本体、１０ａ 基体
１１ 内面
１５ プライマ層
２０ 内層、２１ 接着部
３ｐ、３ｎ 配管
３１ 第一配管、３２ 第二配管
４０ ポンプ
５ 電解液
６ 治具
１００ 電池セル
１０１ 隔膜、１０２ 正極セル、１０３ 負極セル
１０４ 正極電極、１０５ 負極電極
１２０ セルフレーム
１２１ 双極板、１２２ 枠体
１２７ シール部材
２００ セルスタック、２１０ エンドプレート、２３０ 締付部材
Ａ 領域
Ｔ２ 試験片、Ｔ１０ 第一部材、Ｔ２０ 第二部材

Claims (8)

1. タンク本体と、
   前記タンク本体の内面に配置された内層とを備え、
   前記タンク本体に対する前記内層の剥離強度は、前記内層の破断強度よりも小さい、
   タンク。
2. 前記剥離強度が５００ＭＰａ以下である、請求項１に記載のタンク。
3. 前記内層の材質が樹脂またはゴムである、請求項１に記載のタンク。
4. 前記内層の厚さが０．５ｍｍ以上２０ｍｍ以下である、請求項１に記載のタンク。
5. 前記タンク本体の材質がコンクリートまたは金属である、請求項１に記載のタンク。
6. 前記タンク本体の内面の平面度が５ｍｍ以下である、請求項１に記載のタンク。
7. 前記タンク本体は、基体と、前記基体の内側の表面に設けられたプライマ層を有し、
   前記プライマ層が前記タンク本体の内面を構成している、請求項１に記載のタンク。
8. 正極電解液が貯留される正極タンクと、負極電解液が貯留される負極タンクとを備え、
   前記正極タンクおよび前記負極タンクの少なくとも一方は、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のタンクである、
   レドックスフロー電池システム。