(57)【要約】【課題】従来技術においては、高いエネルギー密度のフロー電池の実現が望まれる。【解決手段】第１液体と、第２液体と、前記第１液体に浸漬される第１電極と、前記第１電極の対極であり、前記第２液体に浸漬される第２電極と、前記第１電極および前記第１液体と前記第２電極および前記第２液体との間を隔離する隔離部と、を備え、前記第１液体と前記第２液体とのうちの少なくとも一方には、リチウムが溶解され、前記第１液体と前記第２液体とは、前記リチウムの溶媒和電子を放出させ、前記リチウムをカチオンとして溶解する性質を有する、フロー電池。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１液体と、
第２液体と、
前記第１液体に浸漬される第１電極と、
前記第１電極の対極であり、前記第２液体に浸漬される第２電極と、
前記第１電極および前記第１液体と前記第２電極および前記第２液体との間を隔離する隔離部と、
を備え、
前記第１液体と前記第２液体とのうちの少なくとも一方には、リチウムが溶解され、
前記第１液体と前記第２液体とは、前記リチウムの溶媒和電子を放出させ、前記リチウムをカチオンとして溶解する性質を有する、
フロー電池。
【請求項２】
前記隔離部は、リチウムイオン導電性の固体電解質の隔膜を含み、
前記固体電解質の隔膜は、Ｌｉ７Ｌａ３Ｚｒ２Ｏ１２で示される組成の固体電解質の焼結体の隔膜である、
請求項１に記載のフロー電池。
【請求項３】
前記第１液体には、第１縮合芳香族化合物が溶解され、
前記第１縮合芳香族化合物が溶解した前記第１液体は、前記リチウムの溶媒和電子を放出させ、前記リチウムをカチオンとして溶解する性質を有する、
請求項１または２に記載のフロー電池。
【請求項４】
充電時においては、前記第１縮合芳香族化合物は前記第１電極上において還元され、
放電時においては、前記第１縮合芳香族化合物は前記第１電極上において酸化される、
請求項３に記載のフロー電池。
【請求項５】
前記第１縮合芳香族化合物は、フェナントレン、ビフェニル、Ｏ−ターフェニル、２，２’−ビピリジル、ｔｒａｎｓ−スティルベン、トリフェニレン、アントラセン、アセナフテン、アセナフチレン、フルオランテン、２，４’−ビピリジル、２，３’−ビピリジル、ｃｉｓ−スティルベン、プロピオフェノン、ブチロフェノン、バレロフェノン、エチレンジアミン、ベンジル、テトラフェニルシクロペンタジエノン、からなる群より選ばれる少なくとも１種である、
請求項３または４に記載のフロー電池。
【請求項６】
電解質塩をさらに備え、
前記電解質塩は、前記第１液体と前記第２液体とのうちの少なくとも一方に溶解しており、
前記第１液体における前記電解質塩の濃度は、前記第１液体における前記第１縮合芳香族化合物の濃度以下である、
請求項３から５のいずれかに記載のフロー電池。
【請求項７】
前記第１液体における前記電解質塩の濃度は、前記第２液体における前記電解質塩の濃度よりも、低い、
請求項６に記載のフロー電池。
【請求項８】
前記電解質塩は、前記第２液体に溶解しており、前記第１液体に溶解していない、
請求項７に記載のフロー電池。
【請求項９】
前記電解質塩は、ＬｉＢＦ４、ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ３）２、ＬｉＮ（ＳＯ２Ｆ）２、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、からなる群より選ばれる少なくとも１つである、
請求項６から８のいずれかに記載のフロー電池。
【請求項１０】
前記第１液体には、電解質塩が溶解し、
前記電解質塩は、ＬｉＰＦ６である、
請求項１から９のいずれかに記載のフロー電池。
【請求項１１】
前記第１液体は、テトラヒドロフラン、２メチル−テトラヒドロフラン、１，２ジメトキシエタン、２，５−ジメチルテトラヒドロフラン、ジエトキシエタン、ジブトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、３メチルスルホラン、テトラヒドロフルフリルアミン、からなる群より選ばれる少なくとも１種を含む、
請求項１から１０のいずれかに記載のフロー電池。
【請求項１２】
第１収容部を備える第１循環機構をさらに備え、
前記第１液体は、前記第１収容部に、収容され、
前記第１循環機構は、前記第１電極と前記第１収容部との間で、前記第１液体を循環させる、
請求項１から１１のいずれかに記載のフロー電池。
【請求項１３】
前記第２液体には、第２縮合芳香族化合物が溶解され、
前記第２縮合芳香族化合物が溶解した前記第２液体は、前記リチウムの溶媒和電子を放出させ、前記リチウムをカチオンとして溶解する性質を有する、
請求項１から１２のいずれかに記載のフロー電池。
【請求項１４】
充電時においては、前記第２縮合芳香族化合物は前記第２電極上において酸化され、
放電時においては、前記第２縮合芳香族化合物は前記第２電極上において還元される、
請求項１３に記載のフロー電池。
【請求項１５】
前記第２縮合芳香族化合物は、ベンゾフェノン、１，１０−フェナントロリン、４，４’−ビピリジル、３，３’−ビピリジル、アセトフェノン、からなる群より選ばれる少なくとも１種である、
請求項１３または１４に記載のフロー電池。
【請求項１６】
前記第２液体は、テトラヒドロフラン、２メチル−テトラヒドロフラン、１，２ジメトキシエタン、２，５−ジメチルテトラヒドロフラン、ジエトキシエタン、ジブトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、３メチルスルホラン、テトラヒドロフルフリルアミン、からなる群より選ばれる少なくとも１種を含む、
請求項１３から１５のいずれかに記載のフロー電池。
【請求項１７】
第２収容部を備える第２循環機構をさらに備え、
前記第２液体は、前記第２収容部に、収容され、
前記第２循環機構は、前記第２電極と前記第２収容部との間で、前記第２液体を循環させる、
請求項１３から１６のいずれかに記載のフロー電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、フロー電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、金属粒子からなる固体状負極活物質粒子と非水系溶媒とを含むスラリー状の負極液を用いたレドックスフロー電池が、開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５４１７４４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術においては、高いエネルギー密度のフロー電池の実現が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一様態におけるフロー電池は、第１液体と、第２液体と、前記第１液体に浸漬される第１電極と、前記第１電極の対極であり、前記第２液体に浸漬される第２電極と、前記第１電極および前記第１液体と前記第２電極および前記第２液体との間を隔離する隔離部と、を備え、前記第１液体と前記第２液体とのうちの少なくとも一方には、リチウムが溶解され、前記第１液体と前記第２液体とは、前記リチウムの溶媒和電子を放出させ、前記リチウムをカチオンとして溶解する性質を有する。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、高いエネルギー密度のフロー電池を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、実施の形態１におけるフロー電池１０００の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、第１縮合芳香族化合物１１１として用いられうる縮合芳香族化合物の電位の測定結果を示す。
【図３】図３は、第２縮合芳香族化合物１２１として用いられうる縮合芳香族化合物の電位の測定結果を示す。
【図４】図４は、実施の形態２におけるフロー電池２０００の概略構成を示す模式図である。
【図５】図５は、実施例におけるフロー電池の概略構成を示す図である。
【図６】図６は、縮合芳香族化合物の電位の測定結果を示す。
【図７】図７は、縮合芳香族化合物の電位の測定結果を示す。
【図８】図８は、縮合芳香族化合物の電位の測定結果を示す。
【図９】図９は、ビフェニル溶液の電位の測定結果を示す。
【図１０】図１０は、ビフェニル溶液の電位の測定結果を示す。
【図１１】図１１は、ビフェニル溶液の電位の測定結果を示す。
【図１２】図１２は、ビフェニル溶液の電位の測定結果を示す。
【図１３】図１３は、ｔｒａｎｓ−スティルベン溶液の電位の測定結果を示す。
【図１４】図１４は、ビフェニル溶液の電位の測定結果を示す。
【図１５】図１５は、ｔｒａｎｓ−スティルベン溶液の電位の測定結果を示す。
【図１６】図１６は、第１液体のサンプルを示す。
【図１７】図１７は、第１液体の別のサンプルを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本開示の実施の形態が、図面を参照しながら、説明される。
【０００９】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１におけるフロー電池１０００の概略構成を示すブロック図である。
【００１０】
実施の形態１におけるフロー電池１０００は、第１液体１１０と、第２液体１２０と、第１電極２１０と、第２電極２２０と、隔離部４００と、を備える。
【００１１】
第１電極２１０は、第１液体１１０に浸漬される電極である。
【００１２】
第２電極２２０は、第１電極２１０の対極である。第２電極２２０は、第２液体１２０に浸漬される電極である。
【００１３】
隔離部４００は、第１電極２１０および第１液体１１０と第２電極２２０および第２液体１２０との間を隔離する。
【００１４】
第１液体１１０と第２液体１２０とのうちの少なくとも一方には、リチウムが溶解される。
【００１５】
第１液体１１０と第２液体１２０とは、リチウムの溶媒和電子を放出させ、リチウムをカチオンとして溶解する性質を有する。
【００１６】
以上の構成によれば、高いエネルギー密度と長いサイクル寿命とを両立したフロー電池を実現できる。
【００１７】
すなわち、以上の構成によれば、第１液体１１０と第２液体１２０との両方に、より多くのリチウムを溶解させることができる。これにより、高いエネルギー密度および高い容量を実現できる。
【００１８】
また、以上の構成によれば、第１液体１１０と第２液体１２０とを循環させることで、例えば、粉末活物質などを循環させる必要がない。このため、粉末活物質による配管などの詰まり等の発生を抑制できる。したがって、サイクル寿命が長いフロー電池を実現できる。
【００１９】
なお、実施の形態１におけるフロー電池１０００においては、隔離部４００は、リチウムイオン導電性の固体電解質の隔膜を含んでもよい。
【００２０】
このとき、隔離部４００に含まれる固体電解質の隔膜は、Ｌｉ７Ｌａ３Ｚｒ２Ｏ１２で示される組成の固体電解質の焼結体の隔膜であってもよい。
【００２１】
以上の構成によれば、より高いリチウムイオン導電性を有する隔膜を実現できる。さらに、リチウムおよびリチウムが溶解した溶液（すなわち、第１液体１１０および第２液体１２０）と反応しない隔膜を実現できる。これにより、例えば、卑な電位においても還元されず（言い換えれば、還元に強く）、安定した機能を有する隔離部４００を実現できる。
【００２２】
なお、ＬＬＺ焼結体（すなわち、Ｌｉ７Ｌａ３Ｚｒ２Ｏ１２で示される組成の固体電解質の焼結体）は、ＬＡＴＰ系の固体電解質のリチウムイオン導電性に匹敵するほど高いリチウムイオン導電性を有する。
【００２３】
なお、実施の形態１におけるフロー電池１０００においては、第１液体１１０には、第１縮合芳香族化合物１１１が溶解されてもよい。
【００２４】
第１縮合芳香族化合物１１１が溶解した第１液体１１０は、リチウムの溶媒和電子を放出させ、リチウムをカチオンとして溶解する性質を有する。
【００２５】
以上の構成によれば、第１縮合芳香族化合物１１１により、第１液体１１０に、より多くのリチウムを溶解させることができる。これにより、より高いエネルギー密度およびより高い容量を実現できる。
【００２６】
なお、実施の形態１におけるフロー電池１０００においては、フロー電池１０００の充電時（すなわち、フロー電池１０００の外部から第１電極２１０に電子が供給される状態）においては、第１縮合芳香族化合物１１１は第１電極２１０上において還元されてもよい。
【００２７】
また、フロー電池１０００の放電時（すなわち、第１電極２１０からフロー電池１０００の外部に電子が放出される状態）においては、第１縮合芳香族化合物１１１は第１電極２１０上において酸化されてもよい。
【００２８】
以上の構成によれば、充電時において、より多くのリチウムを第１液体１１０に溶解させることができる。さらに、放電時において、より多くのリチウムイオンを第１液体１１０から発生させることができる。これにより、充放電の容量を増加させることができる。
【００２９】
例えば、第１液体１１０が第１電極２１０に接触することにより、第１縮合芳香族化合物１１１は、第１電極２１０により、酸化または還元される。
【００３０】
なお、実施の形態１におけるフロー電池１０００においては、第１縮合芳香族化合物１１１は、フェナントレン、ビフェニル、Ｏ−ターフェニル、２，２’−ビピリジル、ｔｒａｎｓ−スティルベン、トリフェニレン、アントラセン、からなる群より選ばれる少なくとも１種であってもよい。
【００３１】
以上の構成によれば、電位的に卑な性質を有する第１縮合芳香族化合物１１１が溶解した第１液体１１０を実現できる。より具体的には、第１縮合芳香族化合物１１１の平衡電位（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ＋）を比較的低くできる。これにより、より電位の低いフロー電池の負極を実現できる。このため、高い電池電圧（放電電圧）を有するフロー電池を実現できる。
【００３２】
縮合芳香族化合物を含む溶液（例えば、エーテル溶液）は、リチウム（例えば、リチウム金属）を溶解する能力を有する。リチウムは、電子を離して、カチオンとなり易い。このため、溶液中の縮合芳香族化合物に電子を渡して、カチオンとなり、当該溶液に溶解する。このとき、電子を受け取った縮合芳香族化合物は電子と溶媒和する。電子と溶媒和することで、縮合芳香族化合物は、アニオンとして振る舞う。このため、縮合芳香族化合物を含む溶液そのものがイオン導電性を有する。ここで、縮合芳香族化合物を含む溶液中には、Ｌｉカチオンと電子が当量存在する。このため、縮合芳香族化合物を含む溶液自体には、還元性の強い（言い換えれば、電位的に卑な）性質を持たせることができる。
【００３３】
例えば、縮合芳香族化合物が溶解した液体にリチウムと反応しない電極を浸漬し、リチウム金属との電位を測定すれば、かなり卑な電位が観測される。観測される電位は、縮合芳香族化合物と電子の溶媒和の程度（すなわち、縮合芳香族化合物の種類）によって、決定される。
【００３４】
図２は、第１縮合芳香族化合物１１１として用いられうる縮合芳香族化合物の電位の測定結果を示す図である。
【００３５】
２ｃｍ×２ｃｍの銅箔をポリプロピレン製微多孔性セパレータで包んだものの全体を、多量のリチウム金属箔で包んだ。次に、銅箔とリチウム金属にタブを取り付けた。その後、これに、ラミネート外装を取り付けた。これに、図２に示される各モル濃度（Ｍ）で縮合芳香族化合物を溶かした２ＭｅＴＨＦを注液した後、ラミネート外装を熱融着して密閉した。以上により、縮合芳香族化合物ごとに電位測定用セルを作製した。図２には、この電位測定用セルを用いてリチウム金属基準で測定された電位（Ｖｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ＋）が示されている。なお、この測定ではエーテルとして２ＭｅＴＨＦを使用したが、他のエーテルも同様に使用可能である。
【００３６】
図２に示されるように、卑な電位を生じる縮合芳香族化合物としては、フェナントレン、ビフェニル、Ｏ−ターフェニル、２，２’−ビピリジル、ｔｒａｎｓ−スティルベン、トリフェニレン、アントラセン、など、が挙げられる。
【００３７】
これらの縮合芳香族化合物は数Ｍ／Ｌ程度の溶解度を有する。このため、容量密度も高く、かつ、電池電圧も高くできる。これにより、フロー電池の高エネルギー密度化が可能となる。
【００３８】
なお、実施の形態１におけるフロー電池１０００においては、第１液体１１０は、エーテル溶液であってもよい。
【００３９】
以上の構成によれば、第１液体１１０として、第１縮合芳香族化合物１１１を含んだ電解液を実現できる。すなわち、第１縮合芳香族化合物１１１の溶媒が電子導電性を持たないエーテル溶液であるので、当該エーテル溶液自体が電解液としての性質を有することができる。
【００４０】
第１液体１１０として用いられうるエーテルとしては、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２−メチルテトラヒドロフラン（２ＭｅＴＨＦ）、ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、１，３−ジオキサン（１，３ＤＯ）、４−メチル−１，３−ジオキサン（４Ｍｅ１，３ＤＯ）、など、が用いられうる。
【００４１】
なお、実施の形態１におけるフロー電池１０００においては、第２液体１２０には、第２縮合芳香族化合物１２１が溶解されてもよい。
【００４２】
第２縮合芳香族化合物１２１が溶解した第２液体１２０は、リチウムの溶媒和電子を放出させ、リチウムをカチオンとして溶解する性質を有する。
【００４３】
以上の構成によれば、第２縮合芳香族化合物１２１により、第２液体１２０に、より多くのリチウムを溶解させることができる。これにより、より高いエネルギー密度およびより高い容量を実現できる。
【００４４】
なお、実施の形態１におけるフロー電池１０００においては、フロー電池１０００の充電時（すなわち、第２電極２２０からフロー電池１０００の外部に電子が放出される状態）においては、第２縮合芳香族化合物１２１は第２電極２２０上において酸化されてもよい。
【００４５】
また、フロー電池１０００の放電時（すなわち、フロー電池１０００の外部から第２電極２２０に電子が供給される状態）においては、第２縮合芳香族化合物１２１は第２電極２２０上において還元されてもよい。
【００４６】
以上の構成によれば、充電時において、より多くのリチウムイオンを第２液体１２０から発生させることができる。さらに、放電時において、より多くのリチウムを第２液体１２０に溶解させることができる。これにより、充放電の容量を増加させることができる。
【００４７】
例えば、第２液体１２０が第２電極２２０に接触することにより、第２縮合芳香族化合物１２１は、第２電極２２０により、酸化または還元される。
【００４８】
なお、実施の形態１におけるフロー電池１０００においては、第２縮合芳香族化合物１２１は、ベンゾフェノン、１，１０−フェナントロリン、からなる群より選ばれる少なくとも１種であってもよい。
【００４９】
以上の構成によれば、電位的に貴な性質を有する第２縮合芳香族化合物１２１が溶解した第２液体１２０を実現できる。より具体的には、第２縮合芳香族化合物１２１の平衡電位（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ＋）を比較的高くできる。これにより、より電位の高いフロー電池の正極を実現できる。このため、高い電池電圧（放電電圧）を有するフロー電池を実現できる。
【００５０】
図３は、第２縮合芳香族化合物１２１として用いられうる縮合芳香族化合物の電位の測定結果を示す図である。
【００５１】
図３に示される各モル濃度（Ｍ）で縮合芳香族化合物を溶かした２ＭｅＴＨＦを注液したこと以外は、上述の図２の電位測定用セルと同様にして、図３の電位測定用セルを作製した。図３には、この電位測定用セルを用いてリチウム金属基準で測定された電位（Ｖｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ＋）が示されている。
【００５２】
図３に示されるように、貴な電位を生じる縮合芳香族化合物としては、ベンゾフェノン、１，１０−フェナントロリン、など、が挙げられる。
【００５３】
これらの縮合芳香族化合物は数Ｍ／Ｌ程度の溶解度を有する。このため、容量密度も高く、かつ、電池電圧も高くできる。これにより、フロー電池の高エネルギー密度化が可能となる。
【００５４】
特に、第２縮合芳香族化合物１２１としてベンゾフェノンまたは１，１０−フェナントロリンを用いて、かつ、第１縮合芳香族化合物１１１としてビフェニルまたはフェナントレンを用いる場合には、０．７８Ｖ〜１．７８Ｖ程度の電池電圧が実現できる。
【００５５】
なお、実施の形態１におけるフロー電池１０００においては、第２液体１２０は、エーテル溶液であってもよい。
【００５６】
以上の構成によれば、第２液体１２０として、第２縮合芳香族化合物１２１を含んだ電解液を実現できる。すなわち、第２縮合芳香族化合物１２１の溶媒が電子導電性を持たないエーテル溶液であるので、当該エーテル溶液自体が電解液としての性質を有することができる。
【００５７】
第２液体１２０として用いられうるエーテルとしては、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２−メチルテトラヒドロフラン（２ＭｅＴＨＦ）、ジメチルエーテル（ＤＭＥ）、１，３−ジオキサン（１，３ＤＯ）、４−メチル−１，３−ジオキサン（４Ｍｅ１，３ＤＯ）、など、が用いられうる。
【００５８】
なお、第１液体１１０と第２液体１２０とは、互いに、同じエーテルを含むエーテル溶液であってもよいし、異なるエーテルを含むエーテル溶液であってもよい。
【００５９】
なお、実施の形態１におけるフロー電池１０００においては、第１電極２１０は負極であり、かつ、第２電極２２０は正極であってもよい。
【００６０】
なお、第２電極２２０として、相対的に電位の低い電極を用いれば、第１電極２１０は、正極にもなりうる。
【００６１】
すなわち、第１電極２１０は正極であり、かつ、第２電極２２０は負極であってもよい。
【００６２】
第１電極２１０は、第１縮合芳香族化合物１１１の反応場として作用する表面を有する電極であってもよい。
【００６３】
この場合、第１電極２１０として、第１液体１１０に対して安定な材料が用いられうる。さらに、第１電極２１０として、電極反応である電気化学反応に対して安定な材料が用いられうる。例えば、第１電極２１０として、金属（ステンレス鋼、鉄、銅、ニッケル、など）、カーボン、など、が用いられうる。
【００６４】
第１電極２１０は、その表面積を増大させた構造（例えば、メッシュ、不織布、表面粗化処理板、焼結多孔体、など）であってもよい。これによれば、第１電極２１０の比表面積が大きくなる。これにより、第１縮合芳香族化合物１１１の酸化反応または還元反応を、より進行し易くできる。
【００６５】
第２電極２２０は、第２縮合芳香族化合物１２１の反応場として作用する表面を有する電極であってもよい。
【００６６】
この場合、第２電極２２０として、第２液体１２０に対して安定な材料が用いられうる。さらに、第２電極２２０として、電極反応である電気化学反応に対して安定な材料が用いられうる。例えば、第２電極２２０として、金属（ステンレス鋼、鉄、銅、ニッケル、など）、カーボン、など、が用いられうる。
【００６７】
第２電極２２０は、その表面積を増大させた構造（例えば、メッシュ、不織布、表面粗化処理板、焼結多孔体、など）であってもよい。これによれば、第２電極２２０の比表面積が大きくなる。これにより、第２縮合芳香族化合物１２１の酸化反応または還元反応を、より進行し易くできる。
【００６８】
なお、実施の形態１におけるフロー電池１０００は、第１循環機構５１０と、第２循環機構５２０と、をさらに備えてもよい。
【００６９】
第１循環機構５１０と第２循環機構５２０とは、例えば、配管、タンク、ポンプ、バルブ、などを備える機構であってもよい。
【００７０】
第１循環機構５１０および第２循環機構５２０の具体的な一例としては、後述する実施の形態２の構成などが、挙げられる。
【００７１】
＜充放電プロセスの説明＞
実施の形態１におけるフロー電池１０００の充放電プロセスが、以下に、説明される。
【００７２】
なお、具体的に、下記の構成である動作例が例示されながら、充放電プロセスが説明される。
【００７３】
すなわち、本動作例では、第１電極２１０は、負極であり、ステンレス鋼であるとする。
【００７４】
また、本動作例では、第１液体１１０は、第１縮合芳香族化合物１１１が溶解したエーテル溶液であるとする。
【００７５】
また、本動作例では、第１縮合芳香族化合物１１１は、フェナントレン（以下、ＰＮＴと表記される）であるとする。
【００７６】
また、本動作例では、第２電極２２０は、正極であり、ステンレス鋼であるとする。
【００７７】
また、本動作例では、第２液体１２０は、第２縮合芳香族化合物１２１が溶解したエーテル溶液であるとする。
【００７８】
また、本動作例では、第２縮合芳香族化合物１２１は、ベンゾフェノン（以下、ＢＰと表記される）であるとする。
【００７９】
また、本動作例では、隔離部４００は、リチウムイオン導電性の固体電解質膜であるとする。
【００８０】
［充電プロセスの説明］
まず、充電反応が、説明される。
【００８１】
第１電極２１０と第２電極２２０との間に、電圧が印加されることにより、充電が行われる。
【００８２】
（正極側の反応）
電圧の印加により、正極である第２電極２２０では、第２縮合芳香族化合物１２１の酸化反応が起こる。すなわち、第２電極２２０の表面において、第２縮合芳香族化合物１２１が酸化される。これにより、第２電極２２０からフロー電池の外部に電子が放出される。
【００８３】
例えば、本動作例では、下記の反応が生じる。
ＢＰ・Ｌｉ  →  ＢＰ  ＋  Ｌｉ＋  ＋  ｅ−
【００８４】
なお、発生したリチウムイオン（Ｌｉ＋）の一部は、隔離部４００を通じて、第１液体１１０に移動しうる。
【００８５】
（負極側の反応）
電圧の印加により、負極である第１電極２１０にフロー電池の外部から電子が供給される。これにより、第１電極２１０上では、第１縮合芳香族化合物１１１の還元反応が起こる。すなわち、第１電極２１０の表面において、第１縮合芳香族化合物１１１が還元される。
【００８６】
例えば、本動作例では、下記の反応が生じる。
ＰＮＴ  ＋  Ｌｉ＋  ＋  ｅ−  →  ＰＮＴ・Ｌｉ
【００８７】
以上の充電反応は、第１液体１１０が完全充電状態となるか、もしくは、第２液体１２０が完全充電状態となるかのうち、どちらかに到達するまで、進行しうる。
【００８８】
［放電プロセスの説明］
次に、満充電からの放電反応が、説明される。
【００８９】
満充電では、第１液体１１０と第２液体１２０とは、充電状態となっている。
【００９０】
放電反応では、第１電極２１０と第２電極２２０との間から、電力が取り出される。
【００９１】
（正極側の反応）
電池の放電により、正極である第２電極２２０にフロー電池の外部から電子が供給される。これにより、第２電極２２０上では、第２縮合芳香族化合物１２１の還元反応が起こる。すなわち、第２電極２２０の表面において、第２縮合芳香族化合物１２１が還元される。
【００９２】
例えば、本動作例では、下記の反応が生じる。
ＢＰ  ＋  Ｌｉ＋  ＋  ｅ−  →  ＢＰ・Ｌｉ
【００９３】
（負極側の反応）
電池の放電により、負極である第１電極２１０上では、第１縮合芳香族化合物１１１の酸化反応が起こる。すなわち、第１電極２１０の表面において、第１縮合芳香族化合物１１１が酸化される。これにより、第１電極２１０からフロー電池の外部に電子が放出される。
【００９４】
例えば、本動作例では、下記の反応が生じる。
ＰＮＴ・Ｌｉ  →  ＰＮＴ  ＋  Ｌｉ＋  ＋  ｅ−
【００９５】
以上の放電反応は、第１液体１１０が完全放電状態となるか、もしくは、第２液体１２０が完全放電状態となるかのうち、どちらかに到達するまで、進行しうる。
【００９６】
（実施の形態２）
以下、実施の形態２が説明される。なお、上述の実施の形態１と重複する説明は、適宜、省略される。
【００９７】
図４は、実施の形態２におけるフロー電池２０００の概略構成を示す模式図である。
【００９８】
実施の形態２におけるフロー電池２０００は、上述の実施の形態１におけるフロー電池１０００の構成に加えて、下記の構成を備える。
【００９９】
すなわち、実施の形態２におけるフロー電池２０００は、第１循環機構５１０をさらに備える。
【０１００】
第１循環機構５１０は、第１収容部５１１を備える。
【０１０１】
第１液体１１０は、第１収容部５１１に、収容される。
【０１０２】
第１循環機構５１０は、第１電極２１０と第１収容部５１１との間で、第１液体１１０を循環させる。
【０１０３】
以上の構成によれば、第１収容部５１１に多量の第１液体１１０を備えることができる。これにより、例えば、より短時間でより多くの第１液体１１０を第１電極２１０に供給できる。このため、第１電極２１０による第１縮合芳香族化合物１１１の酸化反応および還元反応を、より効率的に、行うことができる。
【０１０４】
なお、実施の形態２においては、第１収容部５１１は、例えば、タンクであってもよい。
【０１０５】
また、第１収容部５１１は、例えば、第１縮合芳香族化合物１１１が溶解した第１液体１１０を、収容していてもよい。
【０１０６】
また、図４に示されるように、実施の形態２におけるフロー電池２０００は、電気化学反応部６００と、正極端子２２１と、負極端子２１１と、をさらに備えてもよい。
【０１０７】
電気化学反応部６００は、隔離部４００により、負極室６１０と正極室６２０とに、分離されている。
【０１０８】
負極室６１０には、負極となる電極（図４に示される例では、第１電極２１０）が、配置される。
【０１０９】
負極端子２１１は、負極となる電極に、接続される。
【０１１０】
正極室６２０には、正極となる電極（図４に示される例では、第２電極２２０）が、配置される。
【０１１１】
正極端子２２１は、正極となる電極に、接続される。
【０１１２】
負極端子２１１と正極端子２２１とは、例えば、充放電装置に接続される。充放電装置により、負極端子２１１と正極端子２２１との間に電圧が印加されるか、または、負極端子２１１と正極端子２２１との間から電力が取り出される。
【０１１３】
また、図４に示されるように、実施の形態２におけるフロー電池２０００においては、第１循環機構５１０は、配管５１４と、配管５１３と、ポンプ５１５と、を備えてもよい。
【０１１４】
配管５１４の一端は、負極室６１０と正極室６２０とのうち、第１電極２１０が配置される方（図４に示される例では、負極室６１０）に、接続される。
【０１１５】
配管５１４の別の一端は、第１収容部５１１の第１液体１１０の流入口側に、接続される。
【０１１６】
配管５１３の一端は、第１収容部５１１の第１液体１１０の流出口側に、接続される。
【０１１７】
配管５１３の別の一端は、負極室６１０と正極室６２０とのうち、第１電極２１０が配置される方（図４に示される例では、負極室６１０）に、接続される。
【０１１８】
ポンプ５１５は、例えば、配管５１４に設けられる。もしくは、ポンプ５１５は、配管５１３に設けられてもよい。
【０１１９】
図４に示される例では、第１収容部５１１に収容されている第１液体１１０は、配管５１３を通過して、負極室６１０に、供給される。
【０１２０】
これにより、第１液体１１０に溶解している第１縮合芳香族化合物１１１は、第１電極２１０により、酸化または還元される。
【０１２１】
その後、酸化または還元された第１縮合芳香族化合物１１１が溶解した第１液体１１０は、配管５１４とポンプ５１５とを通過して、第１収容部５１１に、供給される。
【０１２２】
なお、第１液体１１０の循環の制御は、例えば、ポンプ５１５により行われてもよい。すなわち、ポンプ５１５により、適宜、第１液体１１０の供給の開始、または、供給の停止、または、供給量などの調整、が行われる。
【０１２３】
もしくは、第１液体１１０の循環の制御は、ポンプ５１５とは異なる別の手段（例えば、バルブなど）により、行われてもよい。
【０１２４】
なお、実施の形態２におけるフロー電池２０００は、第２循環機構５２０をさらに備えてもよい。
【０１２５】
第２循環機構５２０は、第２収容部５２１を備える。
【０１２６】
第２液体１２０は、第２収容部５２１に、収容される。
【０１２７】
第２循環機構５２０は、第２電極２２０と第２収容部５２１との間で、第２液体１２０を循環させる。
【０１２８】
以上の構成によれば、第２収容部５２１に多量の第２液体１２０を備えることができる。これにより、例えば、より短時間でより多くの第２液体１２０を第２電極２２０に供給できる。このため、第２電極２２０による第２縮合芳香族化合物１２１の酸化反応および還元反応を、より効率的に、行うことができる。
【０１２９】
なお、実施の形態２においては、第２収容部５２１は、例えば、タンクであってもよい。
【０１３０】
また、第２収容部５２１は、例えば、第２縮合芳香族化合物１２１が溶解した第２液体１２０を、収容していてもよい。
【０１３１】
また、図４に示されるように、実施の形態２におけるフロー電池２０００においては、第２循環機構５２０は、配管５２３と、配管５２４と、ポンプ５２５と、を備えてもよい。
【０１３２】
配管５２４の一端は、正極室６２０と負極室６１０とのうち、第２電極２２０が配置される方（図４に示される例では、正極室６２０）に、接続される。
【０１３３】
配管５２４の別の一端は、第２収容部５２１の第２液体１２０の流入口側に、接続される。
【０１３４】
配管５２３の一端は、第２収容部５２１の第２液体１２０の流出口側に、接続される。
【０１３５】
配管５２３の別の一端は、正極室６２０と負極室６１０とのうち、第２電極２２０が配置される方（図４に示される例では、正極室６２０）に、接続される。
【０１３６】
ポンプ５２５は、例えば、配管５２４に設けられる。もしくは、ポンプ５２５は、配管５２３に設けられてもよい。
【０１３７】
図４に示される例では、第２収容部５２１に収容されている第２液体１２０は、配管５２３を通過して、正極室６２０に、供給される。
【０１３８】
これにより、第２液体１２０に溶解している第２縮合芳香族化合物１２１は、第２電極２２０により、酸化または還元される。
【０１３９】
その後、酸化または還元された第２縮合芳香族化合物１２１が溶解した第２液体１２０は、配管５２４とポンプ５２５とを通過して、第２収容部５２１に、供給される。
【０１４０】
なお、第２液体１２０の循環の制御は、例えば、ポンプ５２５により行われてもよい。すなわち、ポンプ５２５により、適宜、第２液体１２０の供給の開始、または、供給の停止、または、供給量などの調整、が行われる。
【０１４１】
もしくは、第２液体１２０の循環の制御は、ポンプ５２５とは異なる別の手段（例えば、バルブなど）により、行われてもよい。
【０１４２】
なお、図４においては、一例として、第１電極２１０は負極であり、かつ、第２電極２２０は正極であるとして、表記されている。
【０１４３】
ここで、第２電極２２０として、相対的に電位の低い電極を用いれば、第１電極２１０は、正極にもなりうる。
【０１４４】
すなわち、第１電極２１０は正極であり、かつ、第２電極２２０は負極であってもよい。
【０１４５】
なお、隔離部４００を隔てて、負極室６１０側と正極室６２０側とで、それぞれ、異なる組成の電解液（溶媒）が用いられてもよい。
【０１４６】
もしくは、正極室６２０側と負極室６１０側とで、同じ組成の電解液（溶媒）が用いられてもよい。
【実施例】
【０１４７】
本開示のフロー電池を用いた実施例が、以下に、説明される。
【０１４８】
図５は、実施例におけるフロー電池の概略構成を示す図である。
【０１４９】
まず、図５に示されるような、Ｈ型の評価用セルを組み立てた。
【０１５０】
第１電極２１０（負極集電体）および第２電極２２０（正極集電体）として、ステンレス鋼を用いた。
【０１５１】
隔離部４００として、ＬＬＺ焼結体（すなわち、Ｌｉ７Ｌａ３Ｚｒ２Ｏ１２で示される組成の固体電解質の焼結体）の隔膜（豊島製作所製、１０ｍｍφ、厚み０．５ｍｍ）を用いた。
【０１５２】
第１液体１１０（負極液）として、第１縮合芳香族化合物１１１であるフェナントレンを１Ｍ／Ｌ溶解したＤＭＥ溶液を用いた。
【０１５３】
第２液体１２０（正極液）として、第２縮合芳香族化合物１２１であるベンゾフェノンを１Ｍ／Ｌ溶解したＤＭＥ溶液を用いた。
【０１５４】
以上の評価用セルを用いて、下記の充放電試験を行った。
【０１５５】
評価用セルの組み立て直後は充電状態である。このため、放電から開始した。
【０１５６】
まず、初回放電容量は、１．９８μＡｈ（放電電圧は０．８Ｖ）であった。
【０１５７】
次に、充電電圧１．５Ｖにて、充電を行った。充電容量は、１．３８μＡｈであった。
【０１５８】
その結果、２回目放電容量は、１．３８μＡｈ（放電電圧は０．７５Ｖ）であった。
【０１５９】
以上の結果から、本開示のフロー電池において、充放電が可能であることが示された。また、放電電圧も、電位測定の結果と、一致した。
【０１６０】
（実施の形態３）
以下、実施の形態３が説明される。なお、上述の実施の形態１または２と重複する説明は、適宜、省略される。
【０１６１】
図６と図７と図８は、縮合芳香族化合物の電位の測定結果を示す図である。
【０１６２】
２ｃｍ×２ｃｍの銅箔をポリプロピレン製微多孔性セパレータで包んだものの全体を、多量のリチウム金属箔で包んだ。次に、銅箔とリチウム金属にタブを取り付けた。その後、これに、ラミネート外装を取り付けた。これに、図６と図７と図８とに示される各モル濃度（Ｍ）で縮合芳香族化合物を溶かした２ＭｅＴＨＦを注液した後、ラミネート外装を熱融着して密閉した。以上により、縮合芳香族化合物ごとに電位測定用セルを作製した。図６と図７と図８とには、この電位測定用セルを用いてリチウム金属基準で測定された電位（Ｖｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ＋）が示されている。なお、この測定ではエーテルとして２ＭｅＴＨＦを使用したが、他のエーテルも同様に使用可能である。
【０１６３】
実施の形態３におけるフロー電池は、上述の実施の形態１または２におけるフロー電池の構成に加えて、下記の構成を備える。
【０１６４】
すなわち、実施の形態３におけるフロー電池においては、第１縮合芳香族化合物１１１は、フェナントレン、ビフェニル、Ｏ−ターフェニル、２，２’−ビピリジル、ｔｒａｎｓ−スティルベン、トリフェニレン、アントラセン、アセナフテン、アセナフチレン、フルオランテン、２，４’−ビピリジル、２，３’−ビピリジル、ｃｉｓ−スティルベン、プロピオフェノン、ブチロフェノン、バレロフェノン、エチレンジアミン、ベンジル、テトラフェニルシクロペンタジエノン、からなる群より選ばれる少なくとも１種である。
【０１６５】
以上の構成によれば、電位的に卑な性質を有する第１縮合芳香族化合物１１１が溶解した第１液体１１０を実現できる。より具体的には、第１縮合芳香族化合物１１１の平衡電位（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ＋）を比較的低くできる。これにより、より電位の低いフロー電池の負極を実現できる。このため、高い電池電圧（放電電圧）を有するフロー電池を実現できる。
【０１６６】
また、実施の形態３におけるフロー電池においては、第２縮合芳香族化合物１２１は、ベンゾフェノン、１，１０−フェナントロリン、４，４’−ビピリジル、３，３’−ビピリジル、アセトフェノン、からなる群より選ばれる少なくとも１種である。
【０１６７】
以上の構成によれば、電位的に貴な性質を有する第２縮合芳香族化合物１２１が溶解した第２液体１２０を実現できる。より具体的には、第２縮合芳香族化合物１２１の平衡電位（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ＋）を比較的高くできる。これにより、より電位の高いフロー電池の正極を実現できる。このため、高い電池電圧（放電電圧）を有するフロー電池を実現できる。
【０１６８】
（実施の形態４）
以下、実施の形態４が説明される。なお、上述の実施の形態１から３のいずれかと重複する説明は、適宜、省略される。
【０１６９】
実施の形態４におけるフロー電池は、上述の実施の形態１から３のいずれかにおけるフロー電池の構成に加えて、下記の構成を備える。
【０１７０】
すなわち、実施の形態４におけるフロー電池は、第１液体１１０と、第１電極２１０と、第２液体１２０と、第２電極２２０と、電解質塩と、を備える。
【０１７１】
第１液体１１０は、第１縮合芳香族化合物１１１が溶解した液体である。
【０１７２】
第１電極２１０は、第１液体１１０に浸漬される電極である。
【０１７３】
第２電極２２０は、第１電極２１０の対極である。第２電極２２０は、第２液体１２０に浸漬される電極である。
【０１７４】
電解質塩は、第１液体１１０と第２液体１２０とのうちの少なくとも一方に溶解している。
【０１７５】
第１液体１１０における電解質塩の濃度は、第１液体１１０における第１縮合芳香族化合物１１１の濃度以下である。
【０１７６】
以上の構成によれば、高いエネルギー密度のフロー電池を実現できる。すなわち、第１液体１１０において電解質塩の濃度を第１縮合芳香族化合物１１１の濃度以下に設定することで、第１縮合芳香族化合物１１１の有する平衡電位を、より維持することができる。言い換えれば、第１縮合芳香族化合物１１１の有する平衡電位の大幅な上昇（電解質塩に起因する上昇）を、抑制できる。これにより、第１縮合芳香族化合物１１１の平衡電位が第２縮合芳香族化合物１２１の平衡電位よりも高くなってしまうことを、抑制できる。
【０１７７】
また、以上の構成によれば、第１液体１１０と第２液体１２０とのうちの少なくとも一方である液体に電解質塩を溶解させることで、当該液体のイオン伝導性を高めることができる。
【０１７８】
なお、実施の形態４においては、第１液体１１０における電解質塩の濃度は、第１液体１１０における第１縮合芳香族化合物１１１の濃度よりも小さくてもよい。
【０１７９】
以上の構成によれば、第１縮合芳香族化合物１１１の有する平衡電位を、より維持することができる。言い換えれば、第１縮合芳香族化合物１１１の有する平衡電位の大幅な上昇（電解質塩に起因する上昇）を、より抑制できる。この結果、より高いエネルギー密度のフロー電池を実現できる。
【０１８０】
なお、実施の形態４におけるフロー電池は、隔離部４００を、さらに備えてもよい。
【０１８１】
隔離部４００は、第１電極２１０および第１液体１１０と第２電極２２０および第２液体１２０との間を隔離する。
【０１８２】
このとき、第１液体１１０における電解質塩の濃度は、第２液体１２０における電解質塩の濃度よりも、低くてもよい。
【０１８３】
以上の構成によれば、第１縮合芳香族化合物１１１の有する平衡電位を、より維持することができる（平衡電位の変動を、より低減できる）。このため、高い電池電圧（放電電圧）を有するフロー電池を実現できる。また、高いエネルギー密度のフロー電池を実現できる。
【０１８４】
なお、実施の形態４においては、電解質塩は、第２液体１２０に溶解していてもよい。このとき、電解質塩は、第１液体１１０に溶解していなくてもよい。すなわち、第１液体１１０における電解質塩の濃度は、０Ｍであってもよい。
【０１８５】
以上の構成によれば、第１縮合芳香族化合物１１１の有する平衡電位を、より維持することができる（平衡電位の変動を、より低減できる）。このため、より高い電池電圧（放電電圧）を有するフロー電池を実現できる。また、より高いエネルギー密度のフロー電池を実現できる。
【０１８６】
なお、実施の形態４においては、第１電極２１０は負極であり、かつ、第２電極２２０は正極であってもよい。
【０１８７】
なお、実施の形態４においては、電解質塩は、リチウム塩であってもよい。当該リチウム塩としては、ＬｉＢＦ４、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ３）２、ＬｉＮ（ＳＯ２Ｃ２Ｆ５）２、ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ３）（ＳＯ２Ｃ４Ｆ９）、ＬｉＣ（ＳＯ２ＣＦ３）３、ＬｉＮ（ＳＯ２Ｆ）２、など、が使用されうる。リチウム塩として、これらから選択される１種のリチウム塩が、単独で、使用されうる。もしくは、リチウム塩として、これらから選択される２種以上のリチウム塩の混合物が、使用されうる。
【０１８８】
なお、実施の形態４においては、電解質塩は、ＬｉＢＦ４、ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ３）２、ＬｉＮ（ＳＯ２Ｆ）２、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、からなる群より選ばれる少なくとも１つであってもよい。
【０１８９】
図９と図１０と図１１と図１２は、ビフェニル溶液の電位の測定結果を示す図である。
【０１９０】
２−メチルテトラヒドロフラン（２ＭｅＴＨＦ）溶液に、縮合芳香族化合物であるビフェニルと電解質塩とを、各図に示されるモル濃度（Ｍ）で、それぞれ溶解させて、各サンプルを準備した。図９に示されるサンプルにおいては、電解質塩として、ＬｉＢＦ４が用いられた。図１０に示されるサンプルにおいては、電解質塩として、ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ３）２が用いられた。図１１に示されるサンプルにおいては、電解質塩として、ＬｉＮ（ＳＯ２Ｆ）２が用いられた。図１２に示されるサンプルにおいては、電解質塩として、ＬｉＣＦ３ＳＯ３が用いられた。これらの各サンプルを注液した電位測定用セルを作製して、それぞれの電位を測定した。各図には、リチウム金属基準で測定された電位（Ｖｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ＋）が示されている。
【０１９１】
図９〜図１２に示されるように、電解質塩の濃度がビフェニルの濃度よりも大きい場合には、電解質塩濃度が増えるほど、金属リチウム電位に対するビフェニルの平衡電位は、上昇することがわかった。
【０１９２】
一方で、電解質塩の濃度がビフェニルの濃度以下である場合には、ビフェニルの平衡電位の大幅な上昇は、抑制されることがわかった。例えば、電解質塩の濃度がビフェニルの濃度以下である場合には、ビフェニルの平衡電位を、０．２Ｖｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ＋以下に、維持することができる。
【０１９３】
図１３は、ｔｒａｎｓ−スティルベン溶液の電位の測定結果を示す図である。
【０１９４】
２−メチルテトラヒドロフラン（２ＭｅＴＨＦ）溶液に、縮合芳香族化合物であるｔｒａｎｓ−スティルベンと電解質塩であるＬｉＢＦ４とを、図１３に示されるモル濃度（Ｍ）で、それぞれ溶解させて、各サンプルを準備した。これらの各サンプルを注液した電位測定用セルを作製して、それぞれの電位を測定した。図１３には、リチウム金属基準で測定された電位（Ｖｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ＋）が示されている。
【０１９５】
図１３に示されるように、電解質塩の濃度がｔｒａｎｓ−スティルベンの濃度よりも大きい場合には、電解質塩濃度が増えるほど、金属リチウム電位に対するｔｒａｎｓ−スティルベンの平衡電位は、上昇することがわかった。
【０１９６】
一方で、電解質塩の濃度がｔｒａｎｓ−スティルベンの濃度以下である場合には、ｔｒａｎｓ−スティルベンの平衡電位の大幅な上昇は、抑制されることがわかった。例えば、電解質塩の濃度がｔｒａｎｓ−スティルベンの濃度以下である場合には、ｔｒａｎｓ−スティルベンの平衡電位を、０．２〜０．６Ｖｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ＋の範囲に、維持することができる。
【０１９７】
（実施の形態５）
以下、実施の形態５が説明される。なお、上述の実施の形態１から４のいずれかと重複する説明は、適宜、省略される。
【０１９８】
実施の形態５におけるフロー電池は、上述の実施の形態１から３のいずれかにおけるフロー電池の構成に加えて、下記の構成を備える。
【０１９９】
すなわち、実施の形態５におけるフロー電池においては、第１液体１１０は、第１縮合芳香族化合物１１１と電解質塩とが溶解した液体である。
【０２００】
第１液体１１０に溶解している電解質塩は、ＬｉＰＦ６である。
【０２０１】
以上の構成によれば、高いエネルギー密度のフロー電池を実現できる。すなわち、第１液体１１０において電解質塩をＬｉＰＦ６とすることで、第１縮合芳香族化合物１１１の濃度に対して電解質塩濃度を任意に設定しても、第１縮合芳香族化合物１１１の有する平衡電位を、維持することができる。言い換えれば、第１縮合芳香族化合物１１１の有する平衡電位の大幅な上昇（電解質塩に起因する上昇）を抑制しながら、十分な量のＬｉＰＦ６の添加によるイオン伝導性の向上を実現できる。これにより、イオン伝導性を高めながら、第１縮合芳香族化合物１１１の平衡電位が第２縮合芳香族化合物１２１の平衡電位よりも高くなってしまうことを、抑制できる。
【０２０２】
なお、実施の形態５におけるフロー電池は、第２液体１２０と、第２電極２２０と、をさらに備えてもよい。
【０２０３】
第２電極２２０は、第１電極２１０の対極である。第２電極２２０は、第２液体１２０に浸漬される電極である。
【０２０４】
このとき、電解質塩であるＬｉＰＦ６は、第２液体１２０に溶解していてもよい。
【０２０５】
以上の構成によれば、第１液体１１０と第２液体１２０とのうちの少なくとも一方である液体に電解質塩としてＬｉＰＦ６を溶解させることで、当該液体のイオン伝導性を高めることができる。
【０２０６】
なお、実施の形態５におけるフロー電池は、隔離部４００を、さらに備えてもよい。隔離部４００は、第１電極２１０および第１液体１１０と第２電極２２０および第２液体１２０との間を隔離する。
【０２０７】
以上の構成によれば、第１縮合芳香族化合物１１１の有する平衡電位を、より維持することができる（平衡電位の変動を、より低減できる）。このため、より高い電池電圧（放電電圧）を有するフロー電池を実現できる。また、より高いエネルギー密度のフロー電池を実現できる。
【０２０８】
なお、実施の形態５においては、第１電極２１０は負極であり、かつ、第２電極２２０は正極であってもよい。
【０２０９】
図１４は、ビフェニル溶液の電位の測定結果を示す図である。
【０２１０】
２−メチルテトラヒドロフラン（２ＭｅＴＨＦ）溶液に、縮合芳香族化合物であるビフェニルと電解質塩であるＬｉＰＦ６とを、図１４に示されるモル濃度（Ｍ）で、それぞれ溶解させて、各サンプルを準備した。これらの各サンプルを注液した電位測定用セルを作製して、それぞれの電位を測定した。図１４には、リチウム金属基準で測定された電位（Ｖｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ＋）が示されている。図１４に示されるように、電解質塩ＬｉＰＦ６濃度がビフェニルの濃度よりも大きい場合（および、小さい場合）でも、金属リチウム電位に対するビフェニルの平衡電位は、０．２Ｖｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ＋以下に、維持することができる。
【０２１１】
図１５は、ｔｒａｎｓ−スティルベン溶液の電位の測定結果を示す図である。
【０２１２】
２−メチルテトラヒドロフラン（２ＭｅＴＨＦ）溶液に、縮合芳香族化合物であるｔｒａｎｓ−スティルベンと電解質塩であるＬｉＰＦ６とを、図１５に示されるモル濃度（Ｍ）で、それぞれ溶解させて、各サンプルを準備した。これらの各サンプルを注液した電位測定用セルを作製して、それぞれの電位を測定した。図１５には、リチウム金属基準で測定された電位（Ｖｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ＋）が示されている。図１５に示されるように、電解質塩ＬｉＰＦ６濃度がｔｒａｎｓ−スティルベンの濃度よりも大きい場合（および、小さい場合）でも、金属リチウム電位に対するｔｒａｎｓ−スティルベンの平衡電位は、０．３Ｖｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ＋の前後に、維持することができる。
【０２１３】
（実施の形態６）
以下、実施の形態６が説明される。なお、上述の実施の形態１から５のいずれかと重複する説明は、適宜、省略される。
【０２１４】
実施の形態６におけるフロー電池は、上述の実施の形態１から５のいずれかにおけるフロー電池の構成に加えて、下記の構成を備える。
【０２１５】
すなわち、実施の形態６におけるフロー電池においては、第１液体１１０は、テトラヒドロフラン、２メチル−テトラヒドロフラン、１，２ジメトキシエタン、２，５−ジメチルテトラヒドロフラン、ジエトキシエタン、ジブトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、３メチルスルホラン、テトラヒドロフルフリルアミン、からなる群より選ばれる少なくとも１種に、縮合芳香族化合物（第１縮合芳香族化合物１１１）を溶解させたものである。
【０２１６】
以上の構成によれば、縮合芳香族化合物と対になってリチウムから放出される溶媒和電子を安定化させる作用を有しながら、リチウム（例えば、リチウム金属）を溶解することができる第１液体１１０を実現できる。
【０２１７】
図１６は、第１液体のサンプルを示す図である。
【０２１８】
図１６に示される各サンプル（溶媒）に、縮合芳香族化合物としてビフェニルを用い０．１Ｍの濃度で溶解させ調整した各溶液に、リチウム金属片を投入した。それぞれの溶液について、静置後に、目視で、リチウム金属の溶解性を確認した。
【０２１９】
リチウム金属が溶媒和電子を溶液に渡してリチウムイオンとなって溶解すると、無色であった溶液は有色に変化する。このように、リチウム金属が消滅することにより、リチウム金属の溶解の有無を判断できる。
【０２２０】
図１６において、リチウム金属の溶解が確認できたサンプルについては、「○」が表記されている。また、図１６において、リチウム金属の溶解が確認できなかったサンプルについては、「×」が表記されている。
【０２２１】
図１７は、第１液体の別のサンプルを示す図である。
【０２２２】
図１７に示される各サンプルは、図１７に示される溶媒Ｘと溶媒Ｙとを各体積混合比で混合したものである。
【０２２３】
図１７に示される各サンプルについても、上述の図１６に示されるサンプルと同じ実験を行い、リチウム金属の溶解の有無を確認した。
【０２２４】
図１６に示されるように、ジブトキシメタン、アニソール、フェネトールは、単独で用いた場合には、リチウム金属の溶解能を示さなかった。しかし、図１７に示されるように、ジブトキシエタンと混合することで、ジブトキシメタン、アニソール、フェネトールは、リチウム金属の溶解能を示すようになった。
【０２２５】
このように、リチウム金属の溶解能を示す溶媒を共存させることで、リチウム金属の溶解能を示さない溶媒にも、リチウム金属の溶解能を付与することができることが確認された。
【０２２６】
なお、実施の形態６におけるフロー電池においては、第２液体１２０は、テトラヒドロフラン、２メチル−テトラヒドロフラン、１，２ジメトキシエタン、２，５−ジメチルテトラヒドロフラン、ジエトキシエタン、ジブトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、３メチルスルホラン、テトラヒドロフルフリルアミン、からなる群より選ばれる少なくとも１種に、縮合芳香族化合物（第２縮合芳香族化合物１２１）を溶解させたものであってもよい。
【０２２７】
以上の構成によれば、縮合芳香族化合物と対になってリチウムから放出される溶媒和電子を安定化させる作用を有しながら、リチウム（例えば、リチウム金属）を溶解することができる第２液体１２０を実現できる。
【０２２８】
なお、上述の実施の形態１から６のそれぞれに記載の構成は、適宜、互いに、組み合わされてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０２２９】
本開示のフロー電池は、例えば、蓄電デバイスとして好適に使用できる。
【符号の説明】
【０２３０】
１１０  第１液体
１１１  第１縮合芳香族化合物
１２０  第２液体
１２１  第２縮合芳香族化合物
２１０  第１電極
２２０  第２電極
４００  隔離部
５１０  第１循環機構
５１１  第１収容部
５２０  第２循環機構
５２１  第２収容部
６００  電気化学反応部
６１０  負極室
６２０  正極室
１０００、２０００  フロー電池
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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