(57)【要約】【課題】レドックスフロー電池システムの運転効率の低下を抑制できるモニタセルを提供する。【解決手段】電解液が供給されるメインセルを有するレドックスフロー電池に併設され、前記メインセルと同じ前記電解液が供給されるモニタセルであって、前記モニタセルは、双極板を有する一対のモニタセル用セルフレームと、両モニタセル用セルフレームの間に挟み込まれる隔膜と、を備える。前記モニタセルにおける前記電解液が供給される内部空間の容積が、前記メインセルにおける前記電解液が供給される内部空間の容積よりも小さく、前記モニタセルの前記内部空間に占める前記電解液の体積割合が、前記メインセルの前記内部空間に占める前記電解液の体積割合よりも大きい。【選択図】図３
2019036439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解液が供給されるメインセルを有するレドックスフロー電池に併設され、前記メインセルと同じ前記電解液が供給されるモニタセルであって、
前記モニタセルは、
双極板を有する一対のモニタセル用セルフレームと、
両モニタセル用セルフレームの間に挟み込まれる隔膜と、を備え、
前記モニタセルにおける前記電解液が供給される内部空間の容積が、前記メインセルにおける前記電解液が供給される内部空間の容積よりも小さく、
前記モニタセルの前記内部空間に占める前記電解液の体積割合が、前記メインセルの前記内部空間に占める前記電解液の体積割合よりも大きいモニタセル。
【請求項２】
前記モニタセルの前記内部空間の容積は、０．１ｃｍ３以上４００ｃｍ３以下である請求項１に記載のモニタセル。
【請求項３】
前記モニタセルの前記内部空間の容積は、前記メインセルの前記内部空間の容積の１／２０００以上１／１０以下である請求項１に記載のモニタセル。
【請求項４】
前記モニタセルの前記内部空間に収納される多孔質体を備え、
前記多孔質体の目付量が４００ｇ／ｍ２以下である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のモニタセル。
【請求項５】
前記多孔質体の厚さが、前記双極板と前記隔膜との離隔距離よりも薄い請求項４に記載のモニタセル。
【請求項６】
前記モニタセルにおける前記体積割合が１である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のモニタセル。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のモニタセルを備えるレドックスフロー電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モニタセル、及びレドックスフロー電池システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、正極電解液及び負極電解液が供給されるメインセルを有するレドックスフロー電池に併設され、メインセルと同じ正極電解液及び負極電解液が供給されるモニタセルが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１４２１４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
モニタセルは充放電に関与しないため、モニタセルに電解液を流通させる負荷の分だけレドックスフロー電池システムの運転効率が低下するという問題がある。また、従来のモニタセルには、経時的にモニタセルの応答性が低下する、即ち測定感度が低下するという問題もある。
【０００５】
本開示は、レドックスフロー電池システムの運転効率の低下を抑制できるモニタセル、及び運転効率に優れるレドックスフロー電池システムを提供することを目的の一つとする。また、本開示は、経時的に応答性が低下し難いモニタセルを提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示のモニタセルは、
電解液が供給されるメインセルを有するレドックスフロー電池に併設され、前記メインセルと同じ前記電解液が供給されるモニタセルであって、
前記モニタセルは、
双極板を有する一対のモニタセル用セルフレームと、
両モニタセル用セルフレームの間に挟み込まれる隔膜と、を備え、
前記モニタセルにおける前記電解液が供給される内部空間の容積が、前記メインセルにおける前記電解液が供給される内部空間の容積よりも小さく、
前記モニタセルの前記内部空間に占める前記電解液の体積割合が、前記メインセルの前記内部空間に占める前記電解液の体積割合よりも大きい。
【０００７】
本開示のレドックスフロー電池システムは、
本開示のモニタセルを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本開示のモニタセルによれば、レドックスフロー電池システムの運転効率の低下を抑制しつつ、自身の経時的な応答性の低下も抑制することができる。
【０００９】
本開示のレドックスフロー電池システムは、運転効率に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係るレドックスフロー電池の動作原理の説明図である。
【図２】実施形態に係るセルスタックの概略構成図である。
【図３】実施形態に係るレドックスフロー電池システムの概略構成図である。
【図４】実施形態１に係るモニタセルの概略構成図である。
【図５】実施形態２に係るモニタセルの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［本願発明の実施形態の説明］
最初に本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。
【００１２】
＜１＞実施形態に係るモニタセルは、
電解液が供給されるメインセルを有するレドックスフロー電池に併設され、前記メインセルと同じ前記電解液が供給されるモニタセルであって、
前記モニタセルは、
双極板を有する一対のモニタセル用セルフレームと、
両モニタセル用セルフレームの間に挟み込まれる隔膜と、を備え、
前記モニタセルにおける前記電解液が供給される内部空間の容積が、前記メインセルにおける前記電解液が供給される内部空間の容積よりも小さく、
前記モニタセルの前記内部空間に占める前記電解液の体積割合が、前記メインセルの前記内部空間に占める前記電解液の体積割合よりも大きい。
【００１３】
ここで、メインセルおよびモニタセルの内部空間とは、各セルにおける枠体と双極板と隔膜とで囲まれる空間のことである。
【００１４】
メインセルよりもモニタセルにおける内部空間の容積を小さくすることで、モニタセルに流通される電解液の量を少なくすることができる。そのため、モニタセルに電解液を流通させる負荷を低減でき、電解液を循環させるポンプなどの送液装置を含めたレドックスフロー電池システムの運転効率を改善することができる。
【００１５】
メインセルよりもモニタセル内の内部空間に占める電解液の体積割合が大きいということは、メインセルの内部空間内に比べてモニタセルの内部空間内には電解液の流通を阻害するものが少ないことを示している。モニタセルにおける電解液の流れを阻害するものを少なくすることで、レドックスフロー電池システムの運転効率を改善することができる。また、電解液の流れを阻害するものを少なくすることで、モニタセル内に析出物などの不純物を詰まり難くできる。その結果、不純物の目詰まりによってモニタセル内の電解液の流通が阻害され、モニタセルの応答性が低下することを抑制することができる。ここで、メインセルよりもモニタセル内の内部空間に占める電解液の体積割合を大きくすることができるのは、モニタセルが充放電に関与しないため、所定値以上の体積の電極を配置しなくても良く、モニタセルの内部空間における電解液の体積割合を増やし易いからである。これに対して、メインセルは充放電に関与するため、メインセルの内部空間には所定値以上の体積を持った電極を配置しなければならない。
【００１６】
＜２＞実施形態に係るモニタセルの一形態として、
前記モニタセルの前記内部空間の容積は、０．１ｃｍ３以上４００ｃｍ３以下である形態を挙げることができる。
【００１７】
例えば、５０ｋＷ級のレドックスフロー電池におけるメインセルの内部空間の容積は、１０００ｃｍ３〜１６００ｃｍ３程度とすることが挙げられる。このようなメインセルの内部空間の容積に比べて、上記モニタセルの内部空間の容積は非常に小さく、そのため、モニタセルに電解液を流通させる負荷を大幅に低減できる。
【００１８】
ここで、モニタセルが小型になると、モニタセル内に詰まった不純物が少なくても、モニタセル内の電解液の流通が阻害され、モニタセルの応答性が低下し易い。これに対して、実施形態に係るモニタセルでは電解液の流通を阻害するものが少ないため、そもそも不純物がモニタセル内に詰まり難くなっている。つまり、実施形態に係るモニタセルは小型であっても、応答性が低下し難い。
【００１９】
＜３＞実施形態に係るモニタセルの一形態として、
前記モニタセルの前記内部空間の容積は、前記メインセルの前記内部空間の容積の１／２０００以上１／１０以下である形態を挙げることができる。
【００２０】
モニタセルの内部空間の容積をメインセルの内部空間の１／１０以下とすることで、モニタセルに電解液を流通させる負荷を大幅に低減できる。また、モニタセルの内部空間の容積をメインセルの内部空間の１／２０００以上とすることで、測定に十分な電解液をモニタセルに流通させることができる。
【００２１】
＜４＞実施形態に係るモニタセルの一形態として、
前記モニタセルの前記内部空間に収納される多孔質体を備え、
前記多孔質体の目付量が４００ｇ／ｍ２以下である形態を挙げることができる。
【００２２】
内部空間に多孔質体を配置することで、電解液の流通抵抗を調整することができる。その結果、モニタセルの隔膜に作用する電解液の圧力を減じ、隔膜の損傷を抑制することができる。また、多孔質体の目付量が４００ｇ／ｍ２以下であることで、多孔質体の孔径や孔数を所定値以上とできるため、多孔質体を配置したことによる電解液の流通抵抗の上昇を抑制できる。ここで、目付量とは、多孔質体の単位面積当たりの質量を表す単位で、１ｍ２当たりのグラム数である。
【００２３】
＜５＞前記モニタセルの前記内部空間に前記多孔質体を備える実施形態に係るモニタセルの一形態として、
前記多孔質体の厚さが、前記双極板と前記隔膜との離隔距離よりも薄い形態を挙げることができる。
【００２４】
多孔質体の目付量を少なくすることに加えて多孔質体を薄くすることで、モニタセル内の電解液の流通抵抗をさらに低減することができる。また、多孔質体の厚さが、双極板と隔膜との離隔距離よりも薄いことで、多孔質体が隔膜に圧接されることを抑制でき、多孔質体によって隔膜が損傷することを抑制できる。
【００２５】
＜６＞実施形態に係るモニタセルの一形態として、
前記モニタセルにおける前記体積割合が１である形態を挙げることができる。
【００２６】
モニタセルの内部空間に占める電解液の体積割合が１ということは、内部空間全体に電解液が満ちる構成である。つまり、モニタセル内に多孔質体が存在しない構成である。モニタセル内に多孔質体が無いことで、モニタセル内の電解液の流通抵抗を大きく低減することができる。
【００２７】
＜７＞実施形態に係るレドックスフロー電池システムは、
実施形態に係るモニタセルを備える。
【００２８】
実施形態に係るモニタセルは、レドックスフロー電池システムの運転効率を大きく低下させることがない。そのため、実施形態に係るモニタセルを備えるレドックスフロー電池システムは、運転効率に優れる。また、実施形態に係るモニタセルは経時的な応答性の低下が生じ難いため、実施形態に係るモニタセルを備えるレドックスフロー電池システムは、モニタセルによって適切に運転されているかを把握し易い。
【００２９】
［本願発明の実施形態の詳細］
以下、本開示のモニタセル、及びレドックスフロー電池システムの実施形態を説明する。なお、本願発明は実施形態に示される構成に限定されるわけではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内の全ての変更が含まれることを意図する。
【００３０】
＜実施形態１＞
本実施形態では、実施形態に係るモニタセルを備えるレドックスフロー電池システムを説明する。実施形態では、まず初めに図１，２を参照してレドックスフロー電池（以下、ＲＦ電池２）の基本構成を説明し、次いで図３，４を参照して本例のレドックスフロー電池システム１と当該システム１に備わるモニタセル３を説明する。
【００３１】
≪ＲＦ電池≫
ＲＦ電池は、電解液循環型の蓄電池の一つであって、太陽光発電や風力発電といった新エネルギーの蓄電などに利用されている。このＲＦ電池２の動作原理を図１に示す。ＲＦ電池２は、正極電解液に含まれる活物質イオンの酸化還元電位と、負極電解液に含まれる活物質イオンの酸化還元電位との差を利用して充放電を行う電池である。ＲＦ電池２は、水素イオンを透過させる隔膜１０１で正極セル１０２と負極セル１０３とに分離されたセル１００（以降、ＲＦ電池２のセルをメインセルと呼ぶ）を備える。
【００３２】
正極セル１０２には正極電極１０４が内蔵され、かつ正極電解液を貯留する正極電解液用タンク１０６が導管１０８，１１０を介して接続されている。導管１０８にはポンプ１１２が設けられており、これら部材１０６，１０８，１１０，１１２によって正極電解液を循環させる正極用循環機構１００Ｐが構成されている。同様に、負極セル１０３には負極電極１０５が内蔵され、かつ負極電解液を貯留する負極電解液用タンク１０７が導管１０９，１１１を介して接続されている。導管１０９にはポンプ１１３が設けられており、これらの部材１０７，１０９，１１１，１１３によって負極電解液を循環させる負極用循環機構１００Ｎが構成されている。各タンク１０６，１０７に貯留される電解液は、充放電の際にポンプ１１２，１１３によりセル１０２，１０３内に循環される。充放電を行なわない場合、ポンプ１１２，１１３は停止され、電解液は循環されない。
【００３３】
［セルスタック］
上記メインセル１００は通常、図２に示すような、セルスタック２００と呼ばれる構造体の内部に形成される。セルスタック２００は、サブスタック２００ｓと呼ばれる積層構造物をその両側から二枚のエンドプレート２１０，２２０で挟み込み、締付機構２３０で締め付けることで構成されている（図２に例示する構成では、複数のサブスタック２００ｓを用いている）。
【００３４】
サブスタック２００ｓは、セルフレーム１２０、正極電極１０４、隔膜１０１、および負極電極１０５を複数積層し、その積層体を給排板１９０，１９０で挟み込んだ構成を備える。セルフレーム１２０は、貫通窓を有する枠体１２２と、貫通窓を塞ぐ双極板１２１と、を有している。つまり、枠体１２２は、双極板１２１をその外周側から支持している。双極板１２１の一面側には正極電極１０４が接触するように配置され、双極板１２１の他面側には負極電極１０５が接触するように配置される。この構成では、隣接する各セルフレーム１２０に嵌め込まれた双極板１２１の間に一つのメインセル１００が形成されることになる。
【００３５】
給排板１９０，１９０を介したメインセル１００への電解液の流通は、セルフレーム１２０に形成される給液用マニホールド１２３，１２４と、排液用マニホールド１２５，１２６により行われる。正極電解液は、給液用マニホールド１２３からセルフレーム１２０の一面側（紙面表側）の下部に形成される入口スリット１２３ｓを介して正極電極１０４に供給され、セルフレーム１２０の上部に形成される出口スリット１２５ｓを介して排液用マニホールド１２５に排出される。同様に、負極電解液は、給液用マニホールド１２４からセルフレーム１２０の他面側（紙面裏側）の下部に形成される入口スリット１２４ｓを介して負極電極１０５に供給され、セルフレーム１２０の上部に形成される出口スリット１２６ｓを介して排液用マニホールド１２６に排出される。各セルフレーム１２０間には、Ｏリングや平パッキンなどの環状シール部材１２７が配置され、サブスタック２００ｓからの電解液の漏れが抑制されている。
【００３６】
≪レドックスフロー電池システム≫
上記基本構成を備えるＲＦ電池２を用いたレドックスフロー電池システム１の一例を図３に示す。図３では、図１を参照して説明したタンク１０６，１０７とポンプ１１２，１１３の図示を省略する。
【００３７】
図３に示すように、本例のレドックスフロー電池システム１は、複数のメインセル１００を有するＲＦ電池２と、ＲＦ電池２に併設されるモニタセル３と、モニタセル３の開放電圧を測定する電圧計４と、を備える。モニタセル３には、導管１０８〜１１１から分岐する分岐管１０８ｂ〜１１１ｂが繋がっており、メインセル１００に供給される電解液と同じ電解液が供給される。具体的には、導管１０８から分岐する分岐管１０８ｂからモニタセル３に正極電解液が供給され、導管１０９から分岐する分岐管１０９ｂからモニタセル３に負極電解液が供給される。モニタセル３に供給された正極電解液は、分岐管１１０ｂを介して導管１１０に戻され、負極電解液は、分岐管１１１ｂを介して導管１１１に戻される。
【００３８】
［モニタセル］
次に、図４を参照してモニタセル３の構成を詳細に説明する。モニタセル３は、双極板３１を有する一対のモニタセル用セルフレーム３０と、両モニタセル用セルフレーム３０，３０の間に挟み込まれる隔膜３３と、を備える。本例では、隔膜３３を挟んで紙面左側に正極電解液が供給され、紙面右側に負極電解液が供給される。モニタセル用セルフレーム３０，３０の間で、隔膜３３よりも外方側の位置には環状シール部材３７が配置され、両セルフレーム３０，３０の隙間から電解液が漏れないように構成されている。
【００３９】
モニタセル用セルフレーム３０は、メインセル１００（図３）のセルフレーム１２０と同様に、双極板３１とその外周を支持する枠体３２とを備える。モニタセル用セルフレーム３０の外形（即ち、枠体３２の外形）や、双極板３１の外形は特に限定されず、例えば矩形状としても良いし、多角形状としても良いし、円形状としても良い。また、双極板３１と枠体３２の材質はそれぞれ、メインセル１００のセルフレーム１２０の双極板１２１と枠体１２２と同じものを利用できる。
【００４０】
正極電解液が流通される紙面左側のモニタセル用セルフレーム３０には、図３を参照して説明した分岐管１０８ｂに繋がる導入路３０８と、分岐管１１０ｂに繋がる排出路３１０とが形成されている。そのため、紙面左側の双極板３１と隔膜３３との間の空間に導入路３０８を介して分岐管１０８ｂから正極電解液が導入され、排出路３１０を介して正極電解液が分岐管１１０ｂに排出される。また、負極電解液が流通される紙面右側のモニタセル用セルフレーム３０には、図３を参照して説明した分岐管１０９ｂに繋がる導入路３０９と、分岐管１１１ｂに繋がる排出路３１１とが形成されている。そのため、紙面右側の双極板３１と隔膜３３との間の空間に導入路３０９を介して分岐管１０９ｂから負極電解液が導入され、排出路３１１を介して負極電解液が分岐管１１１ｂに排出される。ここで、導入路３０８，３０９と排出路３１０，３１１は、電解液を滞りなく流通させることができれば、その構成は特に限定されない。例えば、メインセル１００（図３）のセルフレーム１２０のように、導入路３０８，３０９と排出路３１０，３１１はマニホールドとスリットとで構成されていても良い。
【００４１】
紙面左側の双極板３１の外面と、紙面右側の双極板３１の外面にはそれぞれ、電圧計４から伸びるリード線４４，４５が接続されている。このような構成とすることで、モニタセル３における正極電解液に接触する双極板３１と、負極電解液に接触する双極板３１との間の電圧、即ち正極電解液と負極電解液との間の開放電圧を測定することができる。開放電圧は、充電状態（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  ｃｈａｒｇｅ：ＳＯＣ）と一定の関係にあり、充電末において開放電圧を測定することで調べることができる。開放電圧により充電状態を求める場合、予め充電状態と開放電圧との関係データを得ておく。
【００４２】
本例のモニタセル３の特徴の一つとして、モニタセル３の大きさが、メインセル１００（図３）に比べて小型であることを挙げることができる。具体的には、モニタセル３における正極電解液と負極電解液が供給される内部空間の容積が、図３のメインセル１００おける正極電解液と負極電解液が供給される内部空間の容積よりも小さくなっている。ここで、モニタセル３の内部空間とは、枠体３２と双極板３１と隔膜３３とで囲まれる正極側空間と負極側空間とを合わせた空間のことで、導入路３０８，３０９と排出路３１０，３１１の容積は除く。また、メインセル１００の内部空間とは、図２に示す枠体１２２と双極板１２１と隔膜１０１とで囲まれる正極側空間と負極側空間とを合わせた空間のことで、マニホールド１２３〜１２６とスリット１２３ｓ〜１２６ｓの容積は除く。
【００４３】
モニタセル３における内部空間の容積をメインセル１００における内部空間の容積よりも小さくすることで、モニタセル３に流通させる電解液の量を少なくすることができる。そのため、モニタセル３に電解液を流通させる負荷を低減でき、電解液を循環させるポンプなどの送液装置を含めたＲＦ電池システム１（図３）の運転効率を改善することができる。
【００４４】
具体的なモニタセル３の内部空間の容積としては、０．１ｃｍ３以上４００ｃｍ３以下とすることが挙げられる。５０ｋＷ級のＲＦ電池２におけるメインセル１００の内部空間の容積は、１０００ｃｍ３〜１６００ｃｍ３程度である。このようなメインセル１００の内部空間の容積に比べて、０．１ｃｍ３以上４００ｃｍ３以下としたモニタセル３の内部空間の容積は非常に小さい。つまり、モニタセル３に流通される電解液が、メインセル１００に流通される電解液よりも大幅に少なくなる。そのため、モニタセル３に電解液を流通させても、ＲＦ電池２の運転効率が大幅に低下することがない。モニタセル３を小型にするほど、ＲＦ電池２の運転効率の低下を抑えることができるので、モニタセル３の内部空間の容積は、３０ｃｍ３以下とすることが好ましく、５ｃｍ３以下とすることがより好ましい。
【００４５】
また、モニタセル３の内部空間の容積は、メインセル１００の大きさに応じて決定しても良い。例えば、モニタセル３内部空間の容積を、メインセル１００の内部空間の容積の１／２０００以上１／１０以下とすることが挙げられる。この場合も、メインセル１００に比べてモニタセル３で利用される電解液が極めて少なくなるので、モニタセル３に電解液を流通させても、ＲＦ電池２の運転効率が大幅に低下することがない。
【００４６】
本例のモニタセル３の特徴の一つして、モニタセル３に配置される電極（多孔質体）３４，３５の目付量が小さいことを挙げることができる。具体的には、電極３４，３５の目付量は４００ｇ／ｍ２以下である。電極３４，３５の目付量を小さくすることで、電極３４，３５の空隙が大きく・多くなるため、モニタセル３の電解液の流通抵抗を低く抑えることができる。また、電極３４，３５の目付量を少なくすることで、モニタセル３内に析出物などの不純物が詰まり難くできる。その結果、不純物の目詰まりによってモニタセル３内の電解液の流通が阻害され、モニタセル３の応答性が低下することを抑制することができる。電極３４，３５の目付量を小さくするほど、電解液の流通抵抗を低減できるため、当該目付量は２００ｇ／ｍ２以下とすることが好ましく、１００ｇ／ｍ２以下とすることがより好ましい。
【００４７】
なお、モニタセル３は充放電に関与しないため、電極３４，３５の代わりに非導電性の多孔質体を利用することもできる。多孔質体は、電解液の流通抵抗を調整することで、隔膜３３に作用する電解液の圧力を減じ、隔膜３３の損傷を抑制する機能を持っていれば良い。
【００４８】
一方、メインセル１００では、電極１０４，１０５（図３）の目付量を大きくすれば、電極１０４，１０５と電解液との接触面積が大きくなりＲＦ電池２（図１，２参照）の電池性能が向上する。そのため、メインセル１００の電極１０４，１０５の目付量は、モニタセル３のそれよりも大きくすることが好ましい。この場合、本例のモニタセル３の内部空間に占める電解液の体積割合を、メインセル１００の内部空間に占める電解液の体積割合よりも大きくできる。
【００４９】
また、本例のモニタセル３の特徴の一つとして、モニタセル３に配置される電極３４，３５の厚さが、双極板３１と隔膜３３との離隔距離よりも薄いことを挙げることができる。当該離隔距離よりも電極３４，３５の厚さが小さければ、モニタセル３内に電解液が流れる隙間ができ、電解液の流通抵抗を低く抑えることができる。ここで、電極３４，３５は多孔質体で、モニタセル３内への電解液の流通に伴って膨張することがある。電極３４，３５が膨張したときに、電極３４，３５が隔膜３３を押圧し、隔膜３３が損傷することがある。しかし、電極３４，３５が上記離隔距離よりも薄ければ、電極３４，３５による押圧で隔膜３３が損傷することを抑制できる。電極３４，３５が薄いほど、電解液が流れる隙間が大きくなるし、電極３４，３５の膨張による圧力も小さくなるので、電極３４，３５の厚さは、上記離隔距離の７０％以下とすることが好ましく、５０％以下とすることがより好ましい。
【００５０】
ここで、電極３４，３５の目付量が十分に小さければ、電解液の流通抵抗を十分に低減できるし、電極３４，３５が膨張したときに隔膜３３を押圧する圧力も小さい。そのため、電極３４，３５の厚さは、双極板３１と隔膜３３との離隔距離と同じであっても良い。その場合、モニタセル３内に配置する前の電極３４，３５の厚さは、上記離隔距離と等しくても良いし、大きくても良い。前者の場合、電極３４，３５は、双極板３１と隔膜３３とに接触するが両者３１，３３の間で圧縮されない。後者の場合、電極３４，３５は、双極板３１と隔膜３３との間で圧縮される。
【００５１】
≪効果≫
上記構成を備えるモニタセル３を利用してレドックスフロー電池システム１を構築することで、ＲＦ電池２の運転効率を低下させることなく、モニタセル３による測定を行なうことができる。また、本例のモニタセル３は経時的に応答性が低下し難いため、その測定の信頼性が高い。モニタセル３の測定の信頼性が高いと、その測定値を用いてＲＦ電池２を最適な状態で運転することができる。
【００５２】
＜実施形態２＞
実施形態２では、実施形態１とは異なる構成を備えるモニタセル３を図５に基づいて説明する。
【００５３】
実施形態２のモニタセル３は、内部空間に占める電解液の体積割合が１である構成、即ち、実施形態１のモニタセル３から電極３４，３５を取り除いた構成を備える。電極を有さないこと以外は、実施形態１のモニタセル３と同様の構成を備える。モニタセル３は、ＲＦ電池２（図３）の充放電に関与しないため、電極を有さない本例の構成によっても、正極電解液と負極電解液の開放電圧を測定することができる。また、モニタセル３の内部空間に電解液以外のものが無いため、モニタセル３内の電解液の流通抵抗が非常に低く、モニタセル３を設けたことによるＲＦ電池２の運転効率の低下が生じ難い。
【００５４】
ここで、電極を有さないモニタセル３のセル抵抗は、実施形態１のモニタセル３のセル抵抗よりも高くなってしまうが、そのことはレドックスフロー電池システム１の運用上、問題とならない。既に述べたように、モニタセル３は、ＲＦ電池２の充放電に関与しないからである。また、電極（多孔質体）を有さないことで、電解液の圧力がそのまま隔膜３３に作用するが、モニタセル３の内部空間の容積を十分に小さくすれば、隔膜３３の損傷は生じない。
【００５５】
＜用途＞
実施形態のモニタセルは、ＲＦ電池などの流体流通型の蓄電池を用いた蓄電システムの構築に好適に利用可能である。また、実施形態のモニタセルを用いたレドックスフロー電池システムは、太陽光発電、風力発電などの新エネルギーの発電に対して、発電出力の変動の安定化、発電電力の余剰時の蓄電、負荷平準化などを目的とした蓄電システムとして利用できる他、一般的な発電所に併設されて、瞬低・停電対策や負荷平準化を目的とした大容量の蓄電システムとしても利用することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１  レドックスフロー電池システム
２  ＲＦ電池（レドックスフロー電池）
３  モニタセル
３０  モニタセル用セルフレーム  ３１  双極板  ３２  枠体
３３  隔膜  ３４，３５  電極（多孔質体）  ３７  環状シール部材
３０８，３０９  導入路  ３１０，３１１  排出路
４  電圧計
４４，４５  リード線
１００  メインセル  １０１  隔膜  １０２  正極セル  １０３  負極セル
１００Ｐ  正極用循環機構  １００Ｎ  負極用循環機構
１０４  正極電極  １０５  負極電極
１０６  正極電解液用タンク  １０７  負極電解液用タンク
１０８，１０９，１１０，１１１  導管
１０８ｂ，１０９ｂ，１１０ｂ，１１１ｂ  分岐管
１１２，１１３  ポンプ
１２０  セルフレーム
１２１  双極板  １２２  枠体
１２３，１２４  給液用マニホールド  １２５，１２６  排液用マニホールド
１２３ｓ，１２４ｓ  入口スリット  １２５ｓ，１２６ｓ  出口スリット
１２７  環状シール部材
２００  セルスタック
１９０  給排板  ２００ｓ  サブスタック
２１０，２２０  エンドプレート
２３０  締付機構
【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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