ダンボール戦機の未来はレドックスフロー電池が関係あるらしい恐らくオ―ヴェインに搭載するのだろうマオルヴォルフかもね俺が乗るぜ 壁とマオルヴォルフでアパッチ撃退するぜ

レドックス・フロー電池 レドックス・フロー電池 充電時のイオンの価数変化と、水素イオンの移動方向（放電時は逆向き） 重量エネルギー密度 10–20 Wh/kg (36–72 J/g) 体積エネルギー密度 15–25 Wh/L (54–65 kJ/L) 充電/放電効率 75-80%[1] 時間耐久性 10–20年 サイクル 耐久性 >10,000サイクル 電圧 1.15–1.55 V レドックス・フロー電池（レドックス・フローでんち、英：redox flow cell,redox flow battery）は二次電池の一種で、イオンの酸化還元反応を溶液のポンプ循環によって進行させて、充電と放電を行う流動電池。 redoxはreduction-oxidation reaction の短縮表現。「フロー」を略してレドックス電池と呼ぶこともあるが、分類としては流動電池（フロー電池）が上位にあたる。 1974年、NASAが基本原理を発表し、1980年代に研究が進み特許出願が進んだ。現在実用化されているのはバナジウム電池であり、主にこれについて記述する。 目次 [非表示] 1 概要 2 原理 3 特徴 4 関連項目 5 脚注 6 外部リンク 概要 [編集] 重量エネルギー密度が低く（リチウムイオン二次電池の1/5程度）小型化には向かない。しかし、サイクル寿命が1万回以上と長く、実用上10年以上利用できる。さらに構造が単純で大型化に適するため、1000 kW 級の電力用設備として実用化されている。 セルの基本構造は図の通りで、実設備ではこれを幾重にも折りたたんだ多層構造としている。 2種類のイオン溶液を陽イオン交換膜で隔て、両方の溶液に設けた電極（炭素製）上で酸化反応と還元反応を同時に進めることによって、充放電を行う。 当初は鉄イオンとクロムイオンを使う、鉄 - クロム系が主だったが、次第に両者が混合し容量が低下する問題があった。その後開発が進んだバナジウム系では1種類の元素だけを用いるため容量低下が起こらず、実用化に至った。 バナジウムをオキソ酸ではなく単原子イオンとして保持すべく、対イオンには硫酸イオンが用いられている。また、臭素イオンを用いて重量エネルギー密度を倍増させる研究も行われているが、バナジウム臭化物の不安定さがネックとなっている。 日本では、1985年（昭和60年）から開発を進めていた住友電気工業株式会社が2000年（平成12年）ごろから製品の販売を開始した。大型化に適しているため、電力貯蔵用設備として日間負荷変動の平準化や瞬時低電圧（瞬断）対策、風力発電の発電力均等化などが主な用途である。溶融塩を用いた電池についての住友電気工業の試算によると電池体積がリチウムイオン電池の約1/2、ナトリウム・硫黄電池の約1/4に小型化可能である[2]。また同社は2012年（平成24年）7月に同社横浜製作所で蓄電容量 5 MWh のレドックスフロー電池と集光型太陽光発電装置を組み合わせたメガワット級大規模蓄発電システムの実証運転を開始した。[3]。 原理 [編集] 図に、充電時のイオンの価数変化と水素イオンの移動を示した。充電時はプラス極に電流が流入（電子が流出）するので、4価のバナジウムは（電子を失い）5価に酸化される。同じくマイナス極では3価のバナジウムが（電子を得て）2価に還元される。放電時には、充電時の逆の反応が進行する。 この時、バナジウムの対イオンから見ると、プラス側では相手が過剰となり、マイナス側では不足する。これを調整するため陽イオン交換膜を水素イオン（プロトン）が通過し、バランスを取る。通過する水素イオンの量は充電した電荷と等しくなる。 循環ポンプにより、タンク内から未反応のイオンが供給される限り反応は進むが、循環液中の反応済みイオンの濃度が増すにつれ充電効率が低下する。このため実用設備の定格充電容量は、全イオン量から求まる理論値よりある程度低く設定されている（これは、リチウム電池の寿命を延ばすため、最大充電容量より少ない充電で終了させるのとはやや異なるが、同じ効果がある）。 特徴 [編集] 室温で作動するため熱源は特に必要としない。また、燃焼性・爆発性の物質を使用・発生せず、先行して実用化されたナトリウム・硫黄電池より安全性で優れている。 また、イオン種によっては化学反応を伴わないため溶液の組成が変化しにくく安定性も高い。設備も、大部分が一般的な機器で構成できるうえ、繰り返し充放電で長寿命を期待できる。レアメタルなどの希少資源の必要性も低い。 電池容量を増すには、ほぼ溶液のタンクを増設するだけですむため、大型設備に適している。 一方、水溶液を使用するため、水の電気分解が生ずる電位が制限となり、エネルギー密度を上げることができない、大型化は容易だが小型化は困難、溶液温度が上昇すると支障があるため冷却装置が必要、などの制限もある。 なお、バナジウムは電池運転中に電極上で少しずつ酸素と反応してバナジン酸となるが、これは価数が5価で固定されて充放電に関与せず、容量低下（損失）を生じる。一方、ウランはオキソ酸の形で酸化数が変化することから、この問題を回避可能と考えられ、研究が進められている。 関連項目 [編集] 電気二重層コンデンサ 脚注 [編集] ^ Sustainable Electricity Sydney - VRB Vanadium Redox Flow Battery ^ “世界初となる新型電池の開発に成功”. 住友電気工業株式会社. 2012年5月13日閲覧。 ^ “横浜製作所においてメガワット級大規模蓄発電システムの実証運転を開始”. 住友電気工業株式会社. 2012年11月4日閲覧。 外部リンク [編集] Redox Flow Battery Japanese - 国際フロー電池フォーラム 新型二次電池の開発状況 - 東京電力 [隠す] 表・話・編・歴 ガルバニ電池 一次電池 アルカリマンガン乾電池 - アルミニウム電池 - ブンゼン電池 - 重クロム酸電池 - クラーク電池 - ダニエル電池 - 乾電池 - グローブ電池 - ルクランシェ電池 - リチウム電池 - リチウム・空気電池 - 水銀電池 - ニッケル系一次電池 - 酸化銀電池 - ミウム標準電池 - ザンボニー電池 - 空気亜鉛電池 - 空気鉄電池 - マンガン乾電池 - 空気電池 - 空気マグネシウム電池 - 塩化亜鉛電池 二次電池 鉛蓄電池 - 制御弁式鉛蓄電池 - リチウム・空気電池 - リチウムイオン二次電池 - リチウムイオンポリマー二次電池 - リン酸鉄リチウムイオン電池 - リチウム・硫黄電池 - チタン酸・リチウム電池 - ニッケル・カドミウム蓄電池 - ニッケル・水素充電池 - ニッケル・鉄電池 - ニッケル・リチウム電池 - ニッケル・亜鉛電池 - 充電式アルカリ電池 - ナトリウム・硫黄電池 - レドックス・フロー電池 - 亜鉛・臭素フロー電池 - シリコン電池 電池の種類 電池 - 濃淡電池 - フロー電池 - 燃料電池 - トラフ電池 - ボルタ電池 電池の部分 アノード - 触媒 - カソード - 電解液 - 減極剤 - 半電池 - イオン - 塩橋 - 半透膜 この項目「レドックス・フロー電池」は、工学・技術に関連した書きかけ項目です。加筆、訂正などをして下さる協力者を求めています。 カテゴリ: 二次電池電気