[发明专利]氧化还原液流电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化还原液流(redox flow)电池。

背景技术

通常在氧化还原液流电池中使用强酸性的电解液。关于强酸性的电解液的例子，已将含有钒的氧化还原系物质的电解液加以实际应用。强酸性的电解液中的金属氧化还原离子即便为相对较高的浓度也稳定地溶解，因此可提高电池的能量密度。另外，强酸性的电解液中，离子传导的载体(carrier)成为H⁺离子或OH^-离子。由于H⁺离子的迁移率及OH^-离子的迁移率均相对较高，因此强酸性的电解液具有高的导电率。由此，电池的电阻变小，结果电池的效率提高。但是，对于构成氧化还原液流电池的材料，要求可耐受强酸性的电解液的耐化学品性。

相对于此，在专利文献1及专利文献2中公开了弱酸性的电解液。在专利文献1中，公开了一种含有铁的氧化还原系物质与柠檬酸的负极电解液。在专利文献2中，公开了一种含有钛的氧化还原系物质与柠檬酸的负极电解液。且在专利文献1及专利文献2中，公开了表示负极电解液的pH值与电位的关系的图。在使用弱酸性的电解液的情况下，与使用强酸性的电解液的情况相比，对构成氧化还原液流电池的材料所要求的耐化学品性得到缓和。

此外，为了抑制氧化还原液流电池中所用的电解液与氧的反应，已知具有将空气置换为氮气的结构的电解液储槽(参照专利文献3及专利文献4)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开昭56-42970号公报

专利文献2：日本专利特开昭57-9072号公报

专利文献3：日本专利特开2002-175825号公报

专利文献4：日本专利特开昭62-15770号公报

发明内容

发明所要解决的问题

像上文所述那样，在使用弱酸性的电解液的氧化还原液流电池中，对构成电池的材料所要求的耐化学品性得到缓和，因此可避免使用昂贵的材料。因此，在可实现设备的低成本化的方面有利。

另外，弱酸性的电解液是由作为丰富且廉价的资源的铁、钛及柠檬酸所构成。由此，可实现电解液的稳定供给，因此从促进氧化还原液流电池的进一步普及的观点来看有利。

但是，使用弱酸性的电解液的氧化还原液流电池尚未加以实际应用。弱酸性的电解液中，在使用特定电解液的情况下，有时极其难以获得电池所必需的循环寿命及库仑效率。

本发明是鉴于此种实际情况而成，其目的在于提供一种氧化还原液流电池，该氧化还原液流电池即便在使用特定电解液的情况下，也容易提高循环寿命及库仑效率。

解决问题的技术手段

为了达成所述目的，本发明的一实施方式中提供一种氧化还原液流电池，其具备充放电单元、储存正极电解液的第1储槽、储存负极电解液的第2储槽、将所述正极电解液供给至所述充放电单元的第1供给管及将所述负极电解液供给至所述充放电单元的第2供给管，并且所述正极电解液含有铁的氧化还原系物质与酸，所述正极电解液中的酸为柠檬酸或乳酸，所述负极电解液为含有钛的氧化还原系物质与酸的电解液、或含有铜的氧化还原系物质与胺的电解液，所述负极电解液中的酸为柠檬酸及乳酸的至少一种酸，所述胺是由通式(1)所表示：

[化1]

(其中，n表示0～4的任一整数，R¹、R²、R³及R⁴独立地表示氢原子、甲基或乙基)，

所述第2储槽内的所述负极电解液中的溶解氧量为1.5mg/L以下。

所谓本申请中记载的“氧化还原系物质”，是指金属的氧化还原反应中生成的金属离子、金属络合离子或金属。

所述氧化还原液流电池也可具备包围所述充放电单元的盒体(case)，所述盒体内的氧浓度优选10体积％以下。

所述氧化还原液流电池中，所述第2储槽内的气相中的氧浓度优选1体积％以下。

所述氧化还原液流电池中，所述正极电解液及所述负极电解液的pH值优选1以上、7以下的范围内。

附图说明

图1为表示本发明的实施形态的氧化还原液流电池的概略图。

图2为表示氧化还原液流电池的变更例的概略图。

图3为实施例1的充放电试验的结果，为表示时间与电压的关系的图表。

图4为实施例2的充放电试验的结果，为表示时间与电压的关系的图表。