JPH041472B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH041472B2 JPH041472B2 JP60201316A JP20131685A JPH041472B2 JP H041472 B2 JPH041472 B2 JP H041472B2 JP 60201316 A JP60201316 A JP 60201316A JP 20131685 A JP20131685 A JP 20131685A JP H041472 B2 JPH041472 B2 JP H041472B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chloride
- aqueous solution
- ferric
- ferrous
- hydrogen
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
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
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Description
〔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。 〔従来技術〕 我国の電力需要は年々増加しつつあり、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
多くの感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目されている。 電力貯蔵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−クロム系レドツクスフロー型の４つのタ
イプが、現在、ムー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80％のエネルギーの
回収が必要であると言われており、この目標のた
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。 〔目的〕 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とす
る。 〔構成〕 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
溶液を正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、負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負極にて酸化
すると共に、前記(イ)の工程で生成した塩化第二
鉄を含む水溶液を正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−H2O及
び第一鉄と第二鉄との合計鉄濃度0.5〜６モル／
Kg−H2O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わさ
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工程を
構成する。 2FeCl2（aq）＋2HCl（aq） 充電 ―→ ←― 放電2FeCl3（aq）＋H2（ｇ） 本発明者らは、先に前記反応を実施するに際
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、加熱濃縮等によつて水溶液中の塩
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つた。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単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、充電工程及び充電工程
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−H2O、好ましくは２〜７モル／Kg−
H2Oの範囲のものとし、また第一鉄〔Fe（）〕
と第二鉄〔Fe（）〕との合計鉄濃度を0.5〜６モ
ル／Kg−H2O、好ましくは１〜４モル／Kg−
H2Oの範囲のものとし、かつ第一鉄と第二鉄と
のモル比を１／５〜５／１、好ましくは１／３〜
３／１の範囲のものとする。 本発明の電力貯蔵方法の充電工程においては、
塩化水素と塩化第一鉄と塩化第二鉄を含む水溶液
を正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、負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負極に
て酸化すると同時に、水溶液を正極にて還元し、
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。 本発明によれば、充電工程は、例えば、電流密
度50ｍＡ／cm2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、放電工程では、正
極と負極との間に、電流密度50ｍＡ／cm2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％以上を
得ることができる。 〔実施例〕 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（徳山曹達社
のC66−5T）を隔膜とし、負極のみ２mg／cm2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FeCl3／Kg−
H2Oと、0.6モルFeCl2／Kg−H2Oと、１〜８モ
ルHCl／Kg−H2Oを含む水溶液をその正極へ、
一方、膜の乾燥を防ぐため約30％の水蒸気を含
む水素ガスを常圧にて負極へ導入しつつ放電反
応（発電）を行わせたところ、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FeCl3／Kg−H2Oと1.2モル
FeCl2／Kg−H2Oと、塩化水素１〜８モル
HCl／Kg−H2Oを含む水溶液を用いた場合に
も、ほぼ同等の結果が得られた。
ある。 〔従来技術〕 我国の電力需要は年々増加しつつあり、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
多くの感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目されている。 電力貯蔵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−クロム系レドツクスフロー型の４つのタ
イプが、現在、ムー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80％のエネルギーの
回収が必要であると言われており、この目標のた
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。 〔目的〕 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とす
る。 〔構成〕 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
溶液を正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、負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負極にて酸化
すると共に、前記(イ)の工程で生成した塩化第二
鉄を含む水溶液を正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−H2O及
び第一鉄と第二鉄との合計鉄濃度0.5〜６モル／
Kg−H2O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わさ
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工程を
構成する。 2FeCl2（aq）＋2HCl（aq） 充電 ―→ ←― 放電2FeCl3（aq）＋H2（ｇ） 本発明者らは、先に前記反応を実施するに際
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、加熱濃縮等によつて水溶液中の塩
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つた。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単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、充電工程及び充電工程
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−H2O、好ましくは２〜７モル／Kg−
H2Oの範囲のものとし、また第一鉄〔Fe（）〕
と第二鉄〔Fe（）〕との合計鉄濃度を0.5〜６モ
ル／Kg−H2O、好ましくは１〜４モル／Kg−
H2Oの範囲のものとし、かつ第一鉄と第二鉄と
のモル比を１／５〜５／１、好ましくは１／３〜
３／１の範囲のものとする。 本発明の電力貯蔵方法の充電工程においては、
塩化水素と塩化第一鉄と塩化第二鉄を含む水溶液
を正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、負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負極に
て酸化すると同時に、水溶液を正極にて還元し、
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。 本発明によれば、充電工程は、例えば、電流密
度50ｍＡ／cm2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、放電工程では、正
極と負極との間に、電流密度50ｍＡ／cm2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％以上を
得ることができる。 〔実施例〕 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（徳山曹達社
のC66−5T）を隔膜とし、負極のみ２mg／cm2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FeCl3／Kg−
H2Oと、0.6モルFeCl2／Kg−H2Oと、１〜８モ
ルHCl／Kg−H2Oを含む水溶液をその正極へ、
一方、膜の乾燥を防ぐため約30％の水蒸気を含
む水素ガスを常圧にて負極へ導入しつつ放電反
応（発電）を行わせたところ、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FeCl3／Kg−H2Oと1.2モル
FeCl2／Kg−H2Oと、塩化水素１〜８モル
HCl／Kg−H2Oを含む水溶液を用いた場合に
も、ほぼ同等の結果が得られた。
【表】
(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２mg Pt／cm2
で担持）を用い、前記(1)の工程で示したHClを
含むFeCl3−FeCl2系水溶液を正極へ導入しつ
つ電解反応（充電）を行つたところ、負極より
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。
では、カソード極のみに白金を２mg Pt／cm2
で担持）を用い、前記(1)の工程で示したHClを
含むFeCl3−FeCl2系水溶液を正極へ導入しつ
つ電解反応（充電）を行つたところ、負極より
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−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−H2Oの範囲
に規定することにより、充電工程及び放電工程を
効率よく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、充電工程における電解処理程
度によつて行うことができる。
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−H2Oの範囲
に規定することにより、充電工程及び放電工程を
効率よく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、充電工程における電解処理程
度によつて行うことができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ (イ) 塩化水素と、塩化第一鉄と、塩化第二鉄
を含む水溶液を正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、負極にて水素を
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負極にて酸化
すると共に、前記(イ)の工程で生成した塩化第二
鉄を含む水溶液を正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−H2O及
び第一鉄と第二鉄との合計鉄濃度0.5〜６モル／
Kg−H2O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 JPS6261277A (ja) | 1987-03-17 |
| JPH041472B2 true 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) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102870259A (zh) * | 2010-01-25 | 2013-01-09 | 雷蒙特亚特特拉维夫大学有限公司 | 用于燃料电池的催化剂和电极 |
-
1985
- 1985-09-11 JP JP60201316A patent/JPS6261277A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6261277A (ja) | 1987-03-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5250158A (en) | Method for producing vanadium electrolytic solution | |
| US4814241A (en) | Electrolytes for redox flow batteries | |
| US5318865A (en) | Redox battery | |
| US20070072067A1 (en) | Vanadium redox battery cell stack | |
| JPS5834911B2 (ja) | レドツクス電池 | |
| US8692517B2 (en) | Non-diffusion liquid energy storage device | |
| JPS5913153B2 (ja) | レドツクス電池 | |
| CN105609796A (zh) | 全钒液流电池用电极材料的修饰方法 | |
| JP3001659B2 (ja) | バナジウム系電解液の製造法 | |
| JP3102434B2 (ja) | 電力貯蔵発電装置 | |
| JPH0534784B2 (ja) | ||
| CN108123174A (zh) | 一种碱性锌铁液流电池用正极电解液及应用 | |
| Warshay et al. | Cost and size estimates for a redox bulk energy storage concept | |
| JPH07211346A (ja) | バナジウム系レドックスフロー型電池の電解液の製造方法およびバナジウム系レドックスフロー型電池の製造方法 | |
| JPS60148068A (ja) | レドツクス電池における電解液の製造法 | |
| JPH03192662A (ja) | レドックスフロー電池の電池容量回復方法 | |
| JPS6154163A (ja) | 酸水素系燃料電池 | |
| JPH041472B2 (ja) | ||
| CN118743072A (zh) | 增加fe/v液流电池中的反应物利用率 | |
| JP2519077B2 (ja) | 非連続循環型レドツクス電池 | |
| CN111180835A (zh) | 一种基于锌或铝空气电池系统的co2制氢发电方法 | |
| CN119695221B (zh) | 一种采用双膜结构的高性能、稳定热再生电化学循环电池 | |
| CN114068995B (zh) | 全铁氧化液流电池系统 | |
| CN223828432U (zh) | 一种基于氢燃料电池与液流电池的储能耦合系统 | |
| CN115719825B (zh) | 一种中性铁溴液流电池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |