JP5649140B2 - 流動電解液電池用再結合器 - Google Patents
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Description
2Br−→Br2+2e− 式1
臭素は、このように正電解液循環路110と水力連通する反電池内に生成され、その後、正臭素電解液タンク130に貯蔵される。半電池140などの負半電池内の充電中の化学反応は、以下の式で表すことができる。
Zn2+2e−→Zn 式2
金属亜鉛層170は、このように負電解液循環路105と接するコレクタ電極板150上に生成される。半電池140、145内の放電中の化学反応は式1および式2の逆である。
水性電解液を採用するすべての電池は、水の電気分解により水素ガスと水酸化物イオンを生成する。水素がシステムから逃れることができる場合、電解液のpHは最終的に、固体析出物が沈殿できる地点まで上昇する結果、準最適な電池性能をもたらす。
ハロゲン源と水素源を受容する反応チャンバを画定するハウジングと、
ハロゲン源と水素源からのハロゲン化水素の生成を触媒する反応チャンバ内の触媒と、を備える流動電解液電池用再結合器であって、
反応チャンバ内のハロゲン源、水素源、およびハロゲン化水素のほぼすべてがガス状である再結合器に帰する。
好ましくは、ハロゲン源は臭素源であり、ハロゲン化水素は臭化水素である。
好ましくは、臭素含有電解液は臭素富化電解液である。
好適には、反応チャンバ出口の開放端を通過する電解液流によって生成される圧力差により、臭素源と水素源は再結合器入口を通って反応チャンバ内に引き込まれ、ハロゲン化水素は再結合器出口を通って反応チャンバから引き出される。
流動電解液電池は、亜鉛臭素または亜鉛塩素流動電解液電池などのハロゲン化亜鉛流動電解液電池である。
流動電解液電池内の電解液流のpHを調節する方法であって、
(a)ハロゲン源と水素源を再結合器に導入するステップであって、再結合器がハロゲン源と水素源からのハロゲン化水素の生成を触媒する触媒を備えるステップと、
(b)生成されたハロゲン化水素を除去し、電解液流に導入することによって、流動電解液電池内の電解液流のpHを調節するステップと、
を備え、反応チャンバ内のハロゲン源、水素源、およびハロゲン化水素のほぼすべてがガス状である方法に帰する。
スリーブ内に収容されたプラスチックビーズから形成することができる。図示される実施形態では、メッシュ220はグラスファイバソックスから形成される。
ンクに戻される電解液は、再結合器出口260を通って反応チャンバ255を出る生成物と混合させられる。電解液は亜鉛電解液ポンプ(図示せず)の作用により、吐出管290を通って亜鉛電解液タンクに戻される。
的に説明してきたが、当業者においてはその他の実施形態も自明であり、あるいは比較的容易に開発が行えるものである。したがって、本特許明細書は、ここに記載される本発明の代替物、修正物、および変形物、および上記本発明の精神および範囲に属するその他の実施形態をすべて包括することを意図する。
Claims (34)
- ハロゲン源と水素源を受容する反応チャンバを画定するハウジングと、
前記ハロゲン源と前記水素源からのハロゲン化水素の生成を触媒する前記反応チャンバ内の触媒と、
を備える流動電解液電池用再結合器であって、
前記反応チャンバ内の前記ハロゲン源、前記水素源、および前記ハロゲン化水素のすべてがガス状であることにより、前記触媒がいかなる液体流にも露出しない再結合器。 - 前記ハロゲン源が臭素源であり、前記ハロゲン化水素が臭化水素である請求項1の再結合器。
- 前記触媒が貴金属または貴金属合金である請求項1または2の再結合器。
- 前記触媒がプラチナ触媒、ルテニウム触媒、パラジウム触媒、およびロジウム触媒から成る群より選択される請求項3の再結合器。
- 前記触媒が基材上に支持される請求項1から4のいずれか一項の再結合器。
- 前記基材が多孔質セラミック基材である請求項5の再結合器。
- 前記基材が加熱素子を含む加熱管と熱連通する請求項5または6の再結合器。
- 前記加熱素子により、触媒が最高250℃の作用温度を達成することができる請求項7の再結合器。
- 臭素源の少なくとも一部が、臭素含有電解液を臭素蒸発器に露出させることによって生成される請求項2から8のいずれか一項の再結合器。
- 前記臭素蒸発器が、臭素蒸気を通過させるために中空内部を有する長細管を備える請求項9の再結合器。
- 前記臭素蒸発器が、前記臭素蒸発器の外部から内部へ臭素蒸気を通過させるために複数の開口部と開放された第1の端部とをさらに備える請求項10の再結合器。
- 臭素蒸発器を構成する材料が、セラミック、ガラス、およびプラスチックから成る群より選択される請求項9の再結合器。
- 前記臭素蒸発器がメッシュによって少なくとも部分的に包囲される請求項9から12のいずれか一項の再結合器。
- 前記メッシュが多孔質セラミック、グラスファイバ、プラスチックファイバ、焼結プラスチックビーズ、またはグラスファイバソックスまたはセラミックスリーブ内に収容されたプラスチックビーズから形成される請求項13の再結合器。
- 前記メッシュが前記グラスファイバソックスから構成されている請求項14の再結合器。
- 前記臭素含有電解液が臭素富化電解液である請求項9から15のいずれか一項の再結合器。
- 前記臭素富化電解液が前記臭素蒸発器を包囲するメッシュ上に導入される請求項16の再結合器。
- 前記臭素富化電解液が臭素ポンプを介して供給される請求項16または17の再結合器。
- 前記ハウジングが再結合器入口と再結合器出口をさらに備える請求項1から18のいずれか一項の再結合器。
- 前記再結合器入口が臭素蒸発器の中空内部と流体連通する請求項19の再結合器。
- 前記再結合器出口が電解液を亜鉛電解液タンクに戻す流体路と流体連通する請求項19の再結合器。
- 前記再結合器入口の少なくとも一部が、前記反応チャンバへの液体流を阻止するように配向される請求項19の再結合器。
- 前記再結合器入口の少なくとも一部が臭素蒸発器の長細管と略平行に延在する請求項22の再結合器。
- 前記再結合器入口の少なくとも一部が、前記反応チャンバを通る反応物および生成物の流れの方向に略垂直な方向に延在する請求項22の再結合器。
- 前記再結合器出口の少なくとも一部が、前記反応チャンバから液体流が出るのを阻止するように配向される請求項19の再結合器。
- 前記再結合器出口の少なくとも一部が前記反応チャンバに対して垂直に立つ請求項25の再結合器。
- 前記再結合器出口の開放端を通過する電解液流によって生成される圧力差により、臭素源と水素源が前記再結合器入口を通って前記反応チャンバ内に引き込まれ、前記ハロゲン化水素が前記再結合器出口を通って前記反応チャンバから引き出される請求項19から26のいずれか一項の再結合器。
- 前記再結合器出口の前記開放端を通過する電解液流は、亜鉛電解液ポンプの作用によって達成される請求項27の再結合器。
- 前記流動電解液電池が亜鉛臭素流動電解液電池である請求項1から28のいずれか一項の再結合器。
- 流動電解液電池内の電解液流のpHを調節する方法であって、
(a)ハロゲン源と水素源を再結合器に導入するステップであって、前記再結合器が前記ハロゲン源と前記水素源からのハロゲン化水素の生成を触媒する触媒を備えるステップと、
(b)生成された前記ハロゲン化水素を移動させ、前記電解液流に導入することによって、前記流動電解液電池内の前記電解液流のpHを調節するステップと、
を備え、前記ハロゲン源および前記水素源を受容する反応チャンバ内の前記ハロゲン源、水素源、およびハロゲン化水素のすべてがガス状であることにより、前記触媒がいかなる液体流にも露出しない方法。 - 前記ハロゲン源が臭素源である請求項30の方法。
- 臭素含有電解液を臭素蒸発器に露出させて臭素蒸気を生成することによって、前記臭素源の少なくとも一部を前記再結合器に導入するステップをさらに備える請求項31の方法。
- 前記臭素蒸気が、液体流が前記触媒に接触するのを阻止するように配向された再結合器入口を介して前記再結合器に流れ込む請求項32の方法。
- 請求項1から29のいずれか一項の再結合器を使用する請求項30から33のいずれか一項の方法。
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