JPS614169A - レドツクスフロ−電池 - Google Patents
レドツクスフロ−電池Info
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- JPS614169A JPS614169A JP59125791A JP12579184A JPS614169A JP S614169 A JPS614169 A JP S614169A JP 59125791 A JP59125791 A JP 59125791A JP 12579184 A JP12579184 A JP 12579184A JP S614169 A JPS614169 A JP S614169A
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- electrode
- redox flow
- flow battery
- cell
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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
- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
-
- 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
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/2455—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with liquid, solid or electrolyte-charged reactants
-
- 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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- Manufacturing & Machinery (AREA)
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- Sustainable Energy (AREA)
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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- 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】
１１九１乱
技術分野
この発明は、電力貯蔵用レドックスフロー電池の構造の
改良に関し、特に電極構造が改良されたレドックスフロ
ー電池に関する。
改良に関し、特に電極構造が改良されたレドックスフロ
ー電池に関する。
従来技術
電気エネルギは、そのままの形態では貯蔵が困難である
ため、貯蔵可能なエネルギ形態に変換しなければならな
い。他方、安定した電力供給を行なうには、電力需要に
合わせて供給すなわち発電を行なう必要がある。このた
め、電力会社は、常に最大需要に見合った発ｌ！設備を
建設し、需要に即応して発電を行なっている。しかしな
がら、第３図に電力需要曲線へで示すように、昼間およ
び夜間では、電力の需要に大きな差が存在する。同様の
現象は、週、月および季節間でも生じている。
ため、貯蔵可能なエネルギ形態に変換しなければならな
い。他方、安定した電力供給を行なうには、電力需要に
合わせて供給すなわち発電を行なう必要がある。このた
め、電力会社は、常に最大需要に見合った発ｌ！設備を
建設し、需要に即応して発電を行なっている。しかしな
がら、第３図に電力需要曲線へで示すように、昼間およ
び夜間では、電力の需要に大きな差が存在する。同様の
現象は、週、月および季節間でも生じている。
そこで、電力を効率良く貯蔵することが可能であれば、
オフピーク時の余剰電力（第１図のＸで示した部分に相
当する）を貯蔵し、ピーク時にこれを放出すれば第３図
のＹで示した部分を賄うことができ、需要の変動に対応
することができ、常にほぼ一定の電力（第３図の破線Ｚ
に相当する量）のみを発電すればよいことになる。この
ような口−ドレベリングを達成することができれば、発
電設備を軽減することが可能となり、かつエネルギの節
約ならびに石油等の燃料節減にも大きく寄与することが
できる。
オフピーク時の余剰電力（第１図のＸで示した部分に相
当する）を貯蔵し、ピーク時にこれを放出すれば第３図
のＹで示した部分を賄うことができ、需要の変動に対応
することができ、常にほぼ一定の電力（第３図の破線Ｚ
に相当する量）のみを発電すればよいことになる。この
ような口−ドレベリングを達成することができれば、発
電設備を軽減することが可能となり、かつエネルギの節
約ならびに石油等の燃料節減にも大きく寄与することが
できる。
そこで、従来より種々の電力貯蔵法が提案されている。
たとえば揚水発電が既に実施されているが、揚水発電で
は設備が消費地から遠く隔たったところに設置されてお
り、したがって送変電損失を伴うこと、ならびに環境面
でも立地に制約があることなどの問題がある。それゆえ
に、揚水発電に変わる新しい電力貯蔵技術の開発が望ま
れているが、この１つとしてレドックスフロー電池の開
発が進められている。
は設備が消費地から遠く隔たったところに設置されてお
り、したがって送変電損失を伴うこと、ならびに環境面
でも立地に制約があることなどの問題がある。それゆえ
に、揚水発電に変わる新しい電力貯蔵技術の開発が望ま
れているが、この１つとしてレドックスフロー電池の開
発が進められている。
第４図は、レドックスフロー電池の一例の概略構成図を
示す。このレドックスフロー電池１は、セル２および正
極液タンク３および負極液タンク４を備え、２個のタン
ク３，４を用いるため２タンク方式と呼ばれているもの
である。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、一方が正極セル２ａ、他方
側が負極ル２ｂ内には、それぞれ電極として正極６およ
び負極７が配置されている。
示す。このレドックスフロー電池１は、セル２および正
極液タンク３および負極液タンク４を備え、２個のタン
ク３，４を用いるため２タンク方式と呼ばれているもの
である。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、一方が正極セル２ａ、他方
側が負極ル２ｂ内には、それぞれ電極として正極６およ
び負極７が配置されている。
第４図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が変化するイオ
ンの水溶液をタンク３，４に貯蔵し、これをポンプＰ
７． Ｐ ２で流通型電解セル２に送液し、酸化還元反
応により充放電を行なう。
鉄イオン、クロムイオンのような原子価が変化するイオ
ンの水溶液をタンク３，４に貯蔵し、これをポンプＰ
７． Ｐ ２で流通型電解セル２に送液し、酸化還元反
応により充放電を行なう。
たとえば、正極液としてＦｅ ８ ＋ ／ Ｆ ｅ ２
＋塩酸溶液、負極液としてＯｒ ２” １０ｒ ３＋塩
酸溶液を用いると、各酸化還元系の両極６，７における
電池反応は、次式のようになり、起電力は約１ｖである
。
＋塩酸溶液、負極液としてＯｒ ２” １０ｒ ３＋塩
酸溶液を用いると、各酸化還元系の両極６，７における
電池反応は、次式のようになり、起電力は約１ｖである
。
トコ口で、第４図に概略構成図で示したセル２は、実際
には、第５図に断面図で示すように、隔膜５により隔て
られた正極および負極の各反応電極１６．１７を両側か
ら集電電極１８．１９にて圧着挾持してなるセル構造を
有する。なお、第５図に示したセル２は、図示されてい
るように、集電電極１８．１９を介して複数個直列に接
続されているものである。
には、第５図に断面図で示すように、隔膜５により隔て
られた正極および負極の各反応電極１６．１７を両側か
ら集電電極１８．１９にて圧着挾持してなるセル構造を
有する。なお、第５図に示したセル２は、図示されてい
るように、集電電極１８．１９を介して複数個直列に接
続されているものである。
ところで、第５図において２０．２１は多孔質カーボン
電極１６．１７の周囲に設けられたパツキンを示す。参
考として、第６図に、集電電極１８および多孔質カーボ
ン電極１６ならびにパツキン２０の具体的構造を示す。
電極１６．１７の周囲に設けられたパツキンを示す。参
考として、第６図に、集電電極１８および多孔質カーボ
ン電極１６ならびにパツキン２０の具体的構造を示す。
第５図および第６図に示した従来のセル構造においては
、反応電極１６．１７としては、たとえば多孔質カーボ
ン電極が用いられており、また集電電極１８．１９とし
てはグラファイト板が用いられている。そして、このよ
うな材料からなる反応電極１６．１７とグラファイト板
からなる集電電極１８．１９は単に圧着により接触され
ているにすぎなかった。したがって、接触面における電
気的抵抗にばらつきが生じがち−であり、その結果台セ
ル毎に内部抵抗のばらつきが生じ、単一セルとしても、
ならびに直列接続したスタックセルにおいても、その性
能にばらつきが発生し、全体としての充放電電力効率が
低下するという欠点があった。
、反応電極１６．１７としては、たとえば多孔質カーボ
ン電極が用いられており、また集電電極１８．１９とし
てはグラファイト板が用いられている。そして、このよ
うな材料からなる反応電極１６．１７とグラファイト板
からなる集電電極１８．１９は単に圧着により接触され
ているにすぎなかった。したがって、接触面における電
気的抵抗にばらつきが生じがち−であり、その結果台セ
ル毎に内部抵抗のばらつきが生じ、単一セルとしても、
ならびに直列接続したスタックセルにおいても、その性
能にばらつきが発生し、全体としての充放電電力効率が
低下するという欠点があった。
、 発明が解決しようとする問題点
それゆえに、この発明の目的は、上述の欠点を解消し、
反応電極と集電電極との接触抵抗を軽減し、各セルの内
部抵抗のばらつきを効果的に解消し、電力効率に優れた
レドックスフロー電池を提供することにある。
反応電極と集電電極との接触抵抗を軽減し、各セルの内
部抵抗のばらつきを効果的に解消し、電力効率に優れた
レドックスフロー電池を提供することにある。
１１ユＩＪＬ
問題点を解決するための手段
この発明は、要約すれば、隔膜により隔てられた正極お
よび負極の反応電極を両側から集電電極にて圧着挾持し
てなるセル構造を有するレドックスフロー電池において
、集電電極と反応電極との間に膨張黒鉛層を設けたこと
を特徴とする、レドックスフロー電池である。
よび負極の反応電極を両側から集電電極にて圧着挾持し
てなるセル構造を有するレドックスフロー電池において
、集電電極と反応電極との間に膨張黒鉛層を設けたこと
を特徴とする、レドックスフロー電池である。
すなわち、この発明は、従来のセル構造に加えて、可撓
性、復元性およびシール性に富む膨張黒鉛を反応電極と
集電電極との間に介在させることにより、上記問題点を
解消しようとするものである。
性、復元性およびシール性に富む膨張黒鉛を反応電極と
集電電極との間に介在させることにより、上記問題点を
解消しようとするものである。
実施例
第１図は、この発明の一実施例を示す断面図である。こ
の実施例では、セル２が複数個直列接続されており、し
たがってスタックセルを構成している。この実施例の特
徴は、グラファイト板よりなる集電電極１．８．１９と
、多孔質カーボン電極よりなる反応電極１６．１７との
間に、膨張黒鉛層２２．２３が設けられていることにあ
る。膨張黒鉛層２２．２３は、上述したように、可撓性
、復元性およびシール性に富むものである。したがって
、集電電極１８．１９を両側から圧着することにより、
反応電極１６．１７と膨張黒鉛層２２゜２３、ならびに
集電電極１８．１９と膨張黒鉛層２２．２３は効果的に
密着される。なお、膨張黒鉛層は高導電性を有するもの
であることは言うまでもない。よって、反応電極１６．
１７と膨張黒（鉛層２２・２３との間の接触抵抗ならび
に膨張黒鉛層２２．２３と反応電極１８．１９の間の接
触抵抗は、極めて小さいことがわかる。したがって、第
１図に示したスタックセルにおける各セル２の内部抵抗
のばらつきを確実に低減することが可能とされている。
の実施例では、セル２が複数個直列接続されており、し
たがってスタックセルを構成している。この実施例の特
徴は、グラファイト板よりなる集電電極１．８．１９と
、多孔質カーボン電極よりなる反応電極１６．１７との
間に、膨張黒鉛層２２．２３が設けられていることにあ
る。膨張黒鉛層２２．２３は、上述したように、可撓性
、復元性およびシール性に富むものである。したがって
、集電電極１８．１９を両側から圧着することにより、
反応電極１６．１７と膨張黒鉛層２２゜２３、ならびに
集電電極１８．１９と膨張黒鉛層２２．２３は効果的に
密着される。なお、膨張黒鉛層は高導電性を有するもの
であることは言うまでもない。よって、反応電極１６．
１７と膨張黒（鉛層２２・２３との間の接触抵抗ならび
に膨張黒鉛層２２．２３と反応電極１８．１９の間の接
触抵抗は、極めて小さいことがわかる。したがって、第
１図に示したスタックセルにおける各セル２の内部抵抗
のばらつきを確実に低減することが可能とされている。
次に、具体的実験例につき述べる。第２図に分解斜視図
で示すように、隔ＷＡ５の両側に、ゴムパツキン２０．
２１で囲まれたカーボン布からなる反応電極１６．１７
を配置し、さらその外側に膨張黒鉛層２２．２３を配置
し、さらにその外側にグラフフィト板よりなる集電電極
１８．１９を配置し、しかる後すべての腑を圧着し、セ
ルを構成した。なお、電極面積は１×１００ｒｒ１２で
ある。このようにして構成したセルを用いて充放電効率
を確かめたところ、同一構造のセルを５〜６個試作した
が、従来のような各セルごとの電力効率のばらつきは見
られず、さらに充放電効率は平均で少なくとも５％以上
向上することが確かめられた。
で示すように、隔ＷＡ５の両側に、ゴムパツキン２０．
２１で囲まれたカーボン布からなる反応電極１６．１７
を配置し、さらその外側に膨張黒鉛層２２．２３を配置
し、さらにその外側にグラフフィト板よりなる集電電極
１８．１９を配置し、しかる後すべての腑を圧着し、セ
ルを構成した。なお、電極面積は１×１００ｒｒ１２で
ある。このようにして構成したセルを用いて充放電効率
を確かめたところ、同一構造のセルを５〜６個試作した
が、従来のような各セルごとの電力効率のばらつきは見
られず、さらに充放電効率は平均で少なくとも５％以上
向上することが確かめられた。
１１悲ＩＬ
以上のように、この発明によれば、集電電極と反応電極
との間に膨張黒鉛層が設けられているため、集電電極に
てｌ１ＭＩＩ！Ｊにより隔てられた反応電極を該膨張黒
鉛層を介して圧着することによりセルがＩＩＩＪ成され
ているので、各セルごとの内部抵抗のばらつきを確実に
解滌することができ、したがって信頼性に優れたレドッ
クスフロー電池を実現することが可能となる。また、ス
タックセルに用いた場合には、充放電効率の向上をも図
ることが可能となる。
との間に膨張黒鉛層が設けられているため、集電電極に
てｌ１ＭＩＩ！Ｊにより隔てられた反応電極を該膨張黒
鉛層を介して圧着することによりセルがＩＩＩＪ成され
ているので、各セルごとの内部抵抗のばらつきを確実に
解滌することができ、したがって信頼性に優れたレドッ
クスフロー電池を実現することが可能となる。また、ス
タックセルに用いた場合には、充放電効率の向上をも図
ることが可能となる。
この発明は、図示したようなｌＩ造のセルに限らず、電
力貯蔵用レドックスフロー電池一般に適用することが可
能である。
力貯蔵用レドックスフロー電池一般に適用することが可
能である。
第１図は、この発明の一実施例を示す断面図である。第
２図は、この発明の具体的実験例に使用したセルの分解
斜視図である。第３図は、電力需要曲線を示す図である
。第４図は、レドックスフロー電池の一例を示す概略構
成図である。第５図は、従来のレドックスフロー電池の
セル構造の一例を示す断面図である。第６図は、第５図
に示したセル構造に用いられる集電電極および反応電極
を示す斜視図である。 図において、５は隔膜、１６．１７は反応電極、１８．
１９は集Ｎ電極、２２．２３は膨張黒鉛層を示す。 沿１図 躬２図 第４−図
２図は、この発明の具体的実験例に使用したセルの分解
斜視図である。第３図は、電力需要曲線を示す図である
。第４図は、レドックスフロー電池の一例を示す概略構
成図である。第５図は、従来のレドックスフロー電池の
セル構造の一例を示す断面図である。第６図は、第５図
に示したセル構造に用いられる集電電極および反応電極
を示す斜視図である。 図において、５は隔膜、１６．１７は反応電極、１８．
１９は集Ｎ電極、２２．２３は膨張黒鉛層を示す。 沿１図 躬２図 第４−図
Claims (3)
- （１）隔膜により隔てられた正極および負極の各反応電
極を両側から集電電極にて圧着挾持してなるセル構造を
有するレドックスフロー電池において、 前記集電電極と反応電極との間に膨張黒鉛層を設けたこ
とを特徴とする、レドックスフロー電池。 - （２）前記反応電極は、多孔質カーボン電極である、特
許請求の範囲第１項記載のレドックスフロー電池。 - （３）前記集電電極はグラファイト板からなる、特許請
求の範囲第１項または第２項記載のレドックスフロー電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59125791A JPS614169A (ja) | 1984-06-18 | 1984-06-18 | レドツクスフロ−電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59125791A JPS614169A (ja) | 1984-06-18 | 1984-06-18 | レドツクスフロ−電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS614169A true JPS614169A (ja) | 1986-01-10 |
Family
ID=14918954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59125791A Pending JPS614169A (ja) | 1984-06-18 | 1984-06-18 | レドツクスフロ−電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS614169A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0807985A1 (en) * | 1996-05-17 | 1997-11-19 | Nisshinbo Industries, Inc. | Current collector for molten salt battery, process for producing material for said current collector, and molten salt battery using current collector |
| EP0814527A3 (en) * | 1996-06-19 | 1999-03-31 | Kashima-Kita Electric Power Corporation | A redox flow type battery |
| KR101370851B1 (ko) * | 2012-11-05 | 2014-03-07 | 한국과학기술원 | 레독스 흐름전지용 다층구조 전극 및 이를 포함한 레독스 흐름전지 |
| CN113517452A (zh) * | 2020-04-10 | 2021-10-19 | 国家能源投资集团有限责任公司 | 用于液流电池的复合电极、液流电池及电堆 |
-
1984
- 1984-06-18 JP JP59125791A patent/JPS614169A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0807985A1 (en) * | 1996-05-17 | 1997-11-19 | Nisshinbo Industries, Inc. | Current collector for molten salt battery, process for producing material for said current collector, and molten salt battery using current collector |
| EP0814527A3 (en) * | 1996-06-19 | 1999-03-31 | Kashima-Kita Electric Power Corporation | A redox flow type battery |
| KR101370851B1 (ko) * | 2012-11-05 | 2014-03-07 | 한국과학기술원 | 레독스 흐름전지용 다층구조 전극 및 이를 포함한 레독스 흐름전지 |
| CN113517452A (zh) * | 2020-04-10 | 2021-10-19 | 国家能源投资集团有限责任公司 | 用于液流电池的复合电极、液流电池及电堆 |
| US20230155137A1 (en) * | 2020-04-10 | 2023-05-18 | China Energy Investment Corporation Limited | Composite electrode for flow cell, flow cell, and pile |
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