バナジウムレド​​ックスフロー電池 - 二次電池 - フローシステム | 概要

バナジウムレド​​ックスフロー電池

二次電池 – フローシステム概要

MJ Watt-Smith、FC Walsh著、『電気化学電源百科事典』より

バナジウム-バナジウムレド​​ックスフロー電池（VRB）VRBは、1983年にオーストラリアのニューサウスウェールズ大学でM. Skyllas-Kazacosとその同僚によって主に開拓されました。この技術は現在、英国のE-Fuel Technology LtdやカナダのVRB Power Systems Inc.など、いくつかの組織によって開発されています。VRBの特別な特徴は、同じ化学元素を両方の用途に使用していることです。陽極および陰極電解質VRBはバナジウムの4つの酸化状態を利用し、理想的には各半電池に1つのバナジウムの酸化還元対が存在する。負極半電池ではV(II)–(III)対、正極半電池ではV(IV)–(V)対がそれぞれ使用される。通常、支持電解質は硫酸（約2～4 mol dm−3）であり、バナジウム濃度は1～2 mol dm−3の範囲である。

VRBにおける充放電反応は、反応[I]～[III]に示されています。動作中、開回路電圧は通常、充電状態50%で1.4V、充電状態100%で1.6Vです。VRBで使用される電極は通常カーボンフェルトあるいは、その他の多孔質で三次元的な炭素形態。低出力の電池では、炭素-ポリマー複合電極が用いられている。

VRBの大きな利点は、両方の半電池に同じ元素を使用することで、長期使用中に2つの半電池電解質が相互に汚染される問題を回避できる点です。電解質の寿命が長く、廃棄物処理の問題も最小限に抑えられます。VRBはまた、高いエネルギー効率（大規模設備では90%未満）、大容量蓄電における低コスト、既存システムのアップグレード性、そして長いサイクル寿命といった特長も備えています。一方、バナジウム系電解質の比較的高い初期費用、イオン交換膜のコストと寿命の短さといった制約も考えられます。