(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
循環ポンプにより、電池セルに電解液を循環させることで充放電を行うレドックスフロー電池であって、
前記レドックスフロー電池の充放電電圧及び充放電電流をそれぞれ測定する電圧・電流測定手段と、
前記循環ポンプの単位時間当たりに消費される消費エネルギーＷｐを測定する消費エネルギー測定手段と、
前記電圧・電流測定手段により測定された充放電電圧及び充放電電流に基づき、前記レドックスフロー電池の内部抵抗により消費される消費エネルギーＷｒを算出するとともに、前記消費エネルギーＷｐ及び前記消費エネルギーＷｒに基づき、前記循環ポンプを制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記循環ポンプを制御して、循環する前記電解液の流量が変化した時の消費エネルギーＷｐの変化量ΔＷｐと、消費エネルギーＷｒの変化量ΔＷｒと、を算出し、
ΔＷｐ＋ΔＷｒ＝０となるように、前記循環ポンプを制御して、前記電解液の流量を変化させるレドックスフロー電池。
ただし、一定の電流で充電または放電を行い、かつ、流量を増加または減少させたとき、
【数１】
0006944067.tif 000011
【数２】
0006944067.tif 000012
である。
【請求項２】
前記制御手段が、一定時間毎に前記電解液の流量を変化させる請求項１に記載のレドックスフロー電池。
【請求項３】
前記制御手段は、
ΔＷｐ＋ΔＷｒ＞０の場合には、前記電解液の流量を減少させ、
ΔＷｐ＋ΔＷｒ＜０の場合には、前記電解液の流量を増加させる請求項１または２に記載のレドックスフロー電池。
【請求項４】
前記電解液の流量の変化前後の流量の差、すなわち、
【数３】
0006944067.tif 000013
は、前記流量を増加または減少させる前の流量の０．００１〜０．２倍である請求項１から３のいずれかに記載のレドックスフロー電池。
【請求項５】
前記流量を増加させる場合の流量変化量と、前記流量を減少させる場合の流量変化量と、が異なる請求項４に記載のレドックスフロー電池。
【請求項６】
前記流量を増加させる場合の流量変化量及び前記流量を減少させる場合の流量変化量のいずれか大きい方の流量変化量をΔＦ1とし、小さい方の流量変化量をΔＦ2としたとき、ΔＦ2は、ΔＦ1の０．１〜０．９倍である請求項５に記載のレドックスフロー電池。
【請求項７】
ΔＦ2は、ΔＦ1／ｎ（ただし、ｎは２〜４の整数）ではない請求項６に記載のレドックスフロー電池。
【請求項８】
前記流量を増加させる場合の流量変化量は、前記流量を減少させる場合の流量変化量よりも大きい請求項５から７のいずれかに記載のレドックスフロー電池。
【請求項９】
前記制御手段は、
ΔＷｐ＋ΔＷｒ＝０の場合には、前記電解液の流量を減少させる請求項１から８のいずれかに記載のレドックスフロー電池。
【請求項１０】
前記循環ポンプが電動であり、
前記消費エネルギー測定手段が、ワットメーターである請求項１から９のいずれかに記載のレドックスフロー電池。
【請求項１１】
前記電池セルが、正極セル及び負極セルを備え、
前記正極セル及び負極セルのそれぞれについて、前記循環ポンプ、前記消費エネルギー測定手段、及び、前記制御手段を有する請求項１から１０のいずれかに記載のレドックスフロー電池。
【請求項１２】
前記制御手段は、
前記流量を変化させる際に、前記正極セルに循環させる電解液の流量と、前記負極セルに循環させる電解液の流量と、の両方を同時に変化させる請求項１１に記載のレドックスフロー電池。
【請求項１３】
前記制御手段は、
前記正極セルに循環させる電解液の流量と、前記負極セルに循環させる電解液の流量と、を同流量となるように制御する請求項１２に記載のレドックスフロー電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レドックスフロー電池及びその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レドックスフロー電池は、電力の負荷平準化や瞬間停止対策などとして利用され、新規の電力貯蔵用電池として注目されており、特に、バナジウム塩を活物質にしたレドックスフロー電池が知られている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
レドックスフロー電池の動作原理を図３に基づいて説明する。
レドックスフロー電池１００は、イオン交換膜からなる隔膜１０１で正極セル１００Ａと負極セル１００Ｂとに分離された電池セル１１０と、電解液を貯留する電解液タンク１０４Ａ，１０４Ｂと、電解液タンク１０４Ａ，１０４Ｂから電池セル１１０に電解液を循環供給する循環配管１０６Ａ，１０６Ｂと、循環配管１０６Ａ，１０６Ｂに接続されて電解液を循環させる循環ポンプ１０５Ａ，１０５Ｂと、を備える。【０００４】
正極セル１００Ａには正極電極１０２が、また、負極セル１００Ｂには負極電極１０３がそれぞれ内蔵されている。
また、正極セル１００Ａには、正極電解液を貯留する正極電解液タンク１０４Ａが正極電解液循環配管１０６Ａを介して接続され、負極セル１００Ｂには、負極電解液を貯留する負極電解液タンク１０４Ｂが負極電解液循環配管１０６Ｂを介して接続されている。循環配管１０６Ａ，１０６Ｂにはそれぞれ、循環ポンプ１０５Ａ，１０５Ｂが設けられており、正極電解液循環配管１０６Ａ、負極電解液循環配管１０６Ｂを介して、各電解液がそれぞれのタンクとセルとの間で循環される。【０００５】
各極電解液にはバナジウムイオンなど原子価が変化するイオンの水溶液が用いられ、ポンプ１０５Ａ，１０５Ｂで電解液を循環させながら、正極電極１０２、負極電極１０３におけるイオンの価数変化反応に伴って充放電が行われる。【０００６】
例えば、バナジウムイオンを含む電解液を用いた場合、セル内の正極および負極で充放電時に生じる反応は次の通りになる。なお、実際には、Ｖ4+はＶＯ2+で存在し、Ｖ5+はＶＯ2+で存在しているものと推定され、それぞれ水和した状態や硫酸根が配位した状態で存在しているものと推定される。
正極：Ｖ4+  →  Ｖ5+  ＋  ｅ-（充電）  ・Ｖ4+  ←  Ｖ5+  ＋  ｅ-（放電）
負極：Ｖ3+  ＋  ｅ-  →  Ｖ2+（充電）  ・Ｖ3+  ＋  ｅ-  ←  Ｖ2+（放電）【０００７】
充電時に正極で生成される水素イオン（Ｈ+）は、隔膜１０１を通って負極側に移動し、電解液の電気的中性が保たれる。発電部（例えば、発電所など）から供給された電力は、価数の異なるバナジウムイオンの価数変化として電解液タンクに貯蔵される。【０００８】
一方、放電時には、充電時とは逆の反応によって貯蔵した電力を取り出し、負荷（需要家など）に供給することができる。
レドックスフロー電池では、電解液の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）は、電解液中のイオン価数の比率によって決まる。例えば、バナジウム系レドックスフロー電池の場合、正極電解液では、正極電解液中のバナジウムイオン（Ｖ4+／Ｖ5+）におけるＶ5+の比率、負極電解液では、負極電解液中のバナジウムイオン（Ｖ2+／Ｖ3+）におけるＶ2+の比率で表される。充電時の電池反応は、電池セル内で正極ではＶ4+がＶ5+に酸化され、負極ではＶ3+がＶ2+に還元される。放電時の電池反応は、充電時と逆の反応になる。【０００９】
バナジウム系レドックスフロー電池においては、劣化抑制や充電効率等の観点から満充電電圧（充電満了電圧、充電終了電圧）と放電末電圧が予め設定されており、電池の通常の運転時には、充電状態が放電末（例えば、充電状態：２０％）から満充電（例えば、充電状態：８０％）の充放電可能範囲内で充放電が行われる。ここで、満充電電圧は電力系統からの充電を停止するように設定された電圧であり、放電末電圧は電力系統への放電を停止するように設定された電圧である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開昭６２−１８６４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
このようなレドックスフロー電池では、高い充電状態における充電、または、低い充電状態における放電は、十分な活物質が供給されず、セル抵抗によるエネルギー損失が大きくなるという問題がある。また、このような問題に対処するため、ある程度充電状態に余裕を持って充放電を停止するようにしていることから、電解液の利用効率が低いという問題がある。【００１２】
本発明では、このような現状に鑑み、電解液の充電状態が高いときの充電効率や、電解液の充電状態が低いときの放電効率が高いレドックスフロー電池及びその運転方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、前述するような従来技術における課題を解決するために発明されたものであって、本発明は、例えば、以下の態様を含む。
［１］  循環ポンプにより、電池セルに電解液を循環させることで充放電を行うレドックスフロー電池であって、前記レドックスフロー電池の充放電電圧及び充放電電流をそれぞれ測定する電圧・電流測定手段と、前記循環ポンプの単位時間当たりに消費される消費エネルギーＷｐを測定する消費エネルギー測定手段と、前記電圧・電流測定手段により測定された充放電電圧及び充放電電流に基づき、前記レドックスフロー電池の内部抵抗により消費される消費エネルギーＷｒを算出するとともに、前記消費エネルギーＷｐ及び前記消費エネルギーＷｒに基づき、前記循環ポンプを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記循環ポンプを制御して、循環する前記電解液の流量が変化した時の消費エネルギーＷｐの変化量ΔＷｐと、消費エネルギーＷｒの変化量ΔＷｒと、を算出し、ΔＷｐ＋ΔＷｒ＝０となるように、前記循環ポンプを制御して、前記電解液の流量を変化させるレドックスフロー電池。
ただし、一定の電流で充電または放電を行い、かつ、流量を増加または減少させたとき、【００１４】
【数１】
0006944067.tif 000002
【００１５】
【数２】
0006944067.tif 000003
である。【００１６】
［２］  前記制御手段が、一定時間毎に前記電解液の流量を変化させる項［１］に記載のレドックスフロー電池。
［３］  前記制御手段は、
ΔＷｐ＋ΔＷｒ＞０の場合には、前記電解液の流量を減少させ、
ΔＷｐ＋ΔＷｒ＜０の場合には、前記電解液の流量を増加させる項［１］または［２］に記載のレドックスフロー電池。【００１７】
［４］  前記電解液の流量の変化前後の流量の差、すなわち、【００１８】
【数３】
0006944067.tif 000004
【００１９】
は、前記流量を増加または減少させる前の流量の０．００１〜０．２倍である項［１］から［３］のいずれかに記載のレドックスフロー電池。
［５］  前記流量を増加させる場合の流量変化量と、前記流量を減少させる場合の流量変化量と、が異なる項［４］に記載のレドックスフロー電池。【００２０】
［６］  前記流量を増加させる場合の流量変化量及び前記流量を減少させる場合の流量変化量のいずれか大きい方の流量変化量をΔＦ1とし、小さい方の流量変化量をΔＦ2としたとき、ΔＦ2は、ΔＦ1の０．１〜０．９倍である項［５］に記載のレドックスフロー電池。【００２１】
［７］  ΔＦ2は、ΔＦ1／ｎ（ただし、ｎは２〜４の整数）ではない項［６］に記載のレドックスフロー電池。
［８］  前記流量を増加させる場合の流量変化量は、前記流量を減少させる場合の流量変化量よりも大きい項［５］から［７］のいずれかに記載のレドックスフロー電池。【００２２】
［９］  前記制御手段は、
ΔＷｐ＋ΔＷｒ＝０の場合には、前記電解液の流量を減少させる項［１］から［８］のいずれかに記載のレドックスフロー電池。【００２３】
［１０］  前記循環ポンプが電動であり、
前記消費エネルギー測定手段が、ワットメーターである項［１］から［９］のいずれかに記載のレドックスフロー電池。【００２４】
［１１］  前記電池セルが、正極セル及び負極セルを備え、
前記正極セル及び負極セルのそれぞれについて、前記循環ポンプ、前記消費エネルギー測定手段、及び、前記制御手段を有する項［１］から［１０］のいずれかに記載のレドックスフロー電池。【００２５】
［１２］  前記制御手段は、
前記流量を変化させる際に、前記正極セルに循環させる電解液の流量と、前記負極セルに循環させる電解液の流量と、の両方を同時に変化させる項［１１］に記載のレドックスフロー電池。【００２６】
［１３］  前記制御手段は、
前記前記正極セルに循環させる電解液の流量と、前記負極セルに循環させる電解液の流量と、を同流量となるように制御する項［１２］に記載のレドックスフロー電池。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、循環ポンプの単位時間当たりの消費エネルギーＷｐと、レドックスフロー電池の内部抵抗により消費される消費エネルギーＷｒとの合計値が最小となるように、循環ポンプにより流量を制御することで、より高いエネルギー効率で充放電を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本実施例におけるレドックスフロー電池の構成を説明する模式図である。
【図２】図２は、電解液の流量に対する消費エネルギーＷｐと、消費エネルギーＷｒとの関係を示すグラフである。
【図３】図３は、従来のレドックスフロー電池を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態（実施例）を図面に基づいて、より詳細に説明する。以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際とは異なっていることがある。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではない。
【００３１】
図１は、本実施例におけるレドックスフロー電池の構成を説明する模式図である。
図１に示すように、レドックスフロー電池１０は、イオン交換膜からなる隔膜１１で正極セル１０Ａと負極セル１０Ｂとに分離された電池セル２０と、電解液を貯留する電解液タンク１４Ａ，１４Ｂと、電解液タンク１４Ａ，１４Ｂから電池セル２０に電解液を循環供給させる循環配管１６Ａ，１６Ｂと、循環配管１６Ａ，１６Ｂに接続されて電解液を循環させる循環ポンプ１５Ａ，１５Ｂと、を備える。正極セル１０Ａには正極電極１２が、また、負極セル１０Ｂには負極電極１３がそれぞれ内蔵されている。なお、本発明における電池セル２０としては、公知の構成を採用することができる。
【００３２】
電池セル２０は、ＡＣ／ＤＣコンバータを介して、発電部（例えば、発電所など）や、負荷（例えば、需要家など）と接続されており、発電部から供給された電力の貯蔵や、負荷への電力の供給が行われる。
【００３３】
本実施形態のレドックスフロー電池１０では、電池セル２０とＡＣ／ＤＣコンバータとの間に、電圧・電流測定手段２２が設けられている。電圧・電流測定手段２２では、レドックスフロー電池１０の充電又は放電中の電圧（以下、「充放電電圧」という。）及び電流（以下、「充放電電流」という。）が測定される。なお、電池セル２０が積層されている場合は、レドックスフロー電池１０全体の電圧及び電流を測定するようにすればよい。
【００３４】
また、循環ポンプ１５Ａ，１５Ｂには、循環ポンプ１５Ａ，１５Ｂの単位時間当たりに消費されるエネルギー（以下、単に「消費エネルギーＷｐ」という。）を測定する消費エネルギー測定手段２４が設けられている。
【００３５】
なお、本実施形態では、１つの消費エネルギー測定手段２４によって、循環ポンプ１５Ａ及び循環ポンプ１５Ｂの消費エネルギーＷｐをまとめて測定するようにしているが、循環ポンプ１５Ａ，１５Ｂにそれぞれ消費エネルギー測定手段２４を設け、後述する制御手段２６Ａ，２６Ｂにおいて、循環ポンプ１５Ａ及び循環ポンプ１５Ｂの消費エネルギーＷｐの合計値を算出するように構成するようにしてもよい。
【００３６】
なお、消費エネルギー測定手段２４としては、例えば、循環ポンプ１５Ａ，１５Ｂが電動である場合には、消費電力計（ワットメーター）を用いればよく、また、循環ポンプ１５Ａ，１５Ｂがディーゼルエンジンなど他の動力源により稼働するものである場合は、単位時間当たりの燃料消費量から、燃料コストと同等の電力コストに換算して消費電力相当値を算出するようにすればよい。
【００３７】
また、電圧・電流測定手段２２及び消費エネルギー測定手段２４は、制御手段２６Ａ，２６Ｂに接続され、測定された充放電電圧、充放電電流、消費エネルギーＷｐに関する情報が制御手段２６Ａ，２６Ｂに送信される。制御手段２６Ａ，２６Ｂは、受信した充放電電圧、充放電電流、消費エネルギーに関する情報に基づき、後述するように、循環ポンプ１５Ａ，１５Ｂをそれぞれ制御することで、循環させる電解液の流量（以下、単に「流量」ともいう。）を制御するように構成される。
【００３８】
なお、本実施形態では、２つの制御手段２６Ａ，２６Ｂによって、循環ポンプ１５Ａ及び循環ポンプ１５Ｂをそれぞれ制御するように構成しているが、１つの制御手段によって、循環ポンプ１５Ａ，１５Ｂを同時に制御するように構成することもできる。
【００３９】
このように構成される本実施形態のレドックスフロー電池１０では、制御手段２６Ａ，２６Ｂを以下のように動作させる。
レドックスフロー電池１０の内部抵抗は、流量が増加すると減少し、流量が減少すると増加する傾向がある。レドックスフロー電池１０の充放電電流がほぼ一定であれば、図２に示すように、内部抵抗により消費されるエネルギー（以下、単に「消費エネルギーＷｒ」という。）も同様の傾向になる。また、循環ポンプ１５Ａ，１５Ｂの消費エネルギーＷｐは、流量が増加すると増加し、流量が減少すると減少する。
【００４０】
ある程度大きな流量では、それ以上流量を増加させても内部抵抗はわずかに低下するだけとなる。このため、流量を増加させたことによる循環ポンプ１５Ａ，１５Ｂの消費エネルギーＷｐの増加分が、内部抵抗の低下による消費エネルギーＷｒの減少分を上回ることになる。
【００４１】
一方、ある程度小さな流量では、より流量を減少させると内部抵抗は急激に増加するようになる。このため、内部抵抗の増加による消費エネルギーＷｒの増加分が、流量を減少させたことによる循環ポンプ１５Ａ，１５Ｂの消費エネルギーＷｐの減少分を上回ることになる。
【００４２】
以上のことから、消費エネルギーＷｐ＋消費エネルギーＷｒが最小となるように流量を制御することで、最も充放電効率が高い状態で、レドックスフロー電池１０を運転することができる。
【００４３】
なお、任意の流量における内部抵抗ｒは、電圧・電流測定手段２２により測定された充放電電圧及び充放電電流に基づき、制御手段２６Ａ，２６Ｂにおいて算出するように構成することができる。具体的には、発電部や負荷の変動などによる充放電電圧及び充放電電流のそれぞれの変化から、下記式（１）のように求めることができる。
【００４４】
【数４】
0006944067.tif 000005
【００４５】
この流量における内部抵抗ｒと充放電電流より、消費エネルギーＷｒは、下記式（２）のように求めることができる。
【００４６】
【数５】
0006944067.tif 000006
【００４７】
ただし、発電部や負荷の変動が頻繁に生じるとは限らないため、特に一定の電流で充放電する環境下において、Ｗｐ＋Ｗｒが最小となる流量を求める場合には、制御手段２６Ａ，２６Ｂによって循環ポンプ１５Ａ，１５Ｂを制御して、流量を任意に変化させることで、その変化前後における消費エネルギーＷｐ及び消費エネルギーＷｒを取得する。そして、制御手段２６Ａ，２６Ｂによって、それぞれの変化量（ΔＷｐ及びΔＷｒ）を算出するとともに、ΔＷｐ＋ΔＷｒ＝０となる流量を算出すればよい。これは、図２に示すように、Ｗｐ＋Ｗｒが最小となる流量は、Ｗｐ＋Ｗｒの流量による微分値が０となる流量であるためである。
【００４８】
具体的には、一定の電流で充電または放電を行い、かつ、流量を増加または減少させた場合、消費エネルギーＷｐの変化量ΔＷｐ、及び、消費エネルギーＷｒの変化量ΔＷｒは、それぞれ、下記式（３）及び（４）のように求めることができる。
【００４９】
【数６】
0006944067.tif 000007
【００５０】
【数７】
0006944067.tif 000008
【００５１】
制御手段２６Ａ，２６Ｂでは、一定時間毎に、上述するように、任意に流量変化させたときのΔＷｐ＋ΔＷｒを算出し、このΔＷｐ＋ΔＷｒに基づいて、循環ポンプ１５Ａ，１５Ｂを制御し、循環する電解液の流量を制御する。具体的には、ΔＷｐ＋ΔＷｒ＞０の場合には、流量を減少させ、ΔＷｐ＋ΔＷｒ＜０の場合には、流量を増加させる。なお、ΔＷｐ＋ΔＷｒ＝０の場合には、流量を増加させても減少させても構わないが、電力の安定供給の観点からは、流量を増加させることが好ましい。これは、流量を増加させる場合、消費エネルギーＷｒが増加する可能性があるが、レドックスフロー電池１０の入出力特性は低下しないためである。
【００５２】
また、流量は、一定時間毎に変化させると、充放電電流など充放電状態の変化に追従させやすく好ましい。流量変化させる感覚は、レドックスフロー電池１０を使用する環境下で、充放電状態の変化の早さに追従できる程度に短く設定すればよい。例えば、１日の周期でゆっくりと充放電状態が変化する環境では１時間おきに、１時間程度の間に充放電状態が大きく変動する環境では５分おきに、それぞれ設定すればよい。
【００５３】
ΔＷｐ＋ΔＷｒ＝０となる流量に近づくための試行回数を減らす観点から、流量変化前後の流量の差（流量変化量）を、下記式（５）のように定義した場合、以下のような条件の下、流量変化量を調整するように構成することが好ましい。
【００５４】
【数８】
0006944067.tif 000009
【００５５】
１）流量変化量の絶対値は、流量を増加または減少させる前の流量の０．００１〜０．２倍であることが好ましい。
２）流量を増加させる場合の流量変化量と、流量を減少させる場合の流量変化量とが異なることが好ましい。これは、増加させる流量と、減少させる流量とが同じ場合、試行の繰り返しが生じる可能性があるためである。
【００５６】
２）の場合、
（１）流量を増加させる場合の流量変化量及び流量を減少させる場合の流量変化量のいずれか大きい方の流量変化量をΔＦ1とし、小さい方の流量変化量をΔＦ2としたとき、ΔＦ2は、ΔＦ1の０．１〜０．９倍であることが好ましく、ΔＦ2は、ΔＦ1／ｎ（ただし、ｎは２〜４の整数）ではないことがさらに好ましい。
【００５７】
（２）流量を増加させる場合の流量変化量は、流量を減少させる場合の流量変化量より大きいことがより好ましい。これは、流量を増加させる場合、消費エネルギーＷｒが増加する可能性があるが、電池の入出力特性は低下しないことから、電力の安定供給を図れるためである。逆に、流量を低下させる場合には、電池の入出力特性が低下しすぎないように、流量変化量は抑えた方がよい。
【００５８】
以上のようにして、制御手段２６Ａ，２６Ｂは、循環する電解液の流量を制御する。このとき、正極セル１０Ａ及び負極セル１０Ｂのそれぞれについて、ΔＷｐ＋ΔＷｒ＝０となるように、それぞれ制御手段２６Ａ，２６Ｂによって流量を制御することができる。この場合、一方のセルの測定をする間、他方のセルの流量は変化させないことが好ましい。
【００５９】
なお、正極セル１０Ａ及び負極セル１０Ｂが同じ構造である場合、ΔＷｐ＋ΔＷｒ＝０となる流量は、正極セル１０Ａに循環させる正極電解液の流量と、負極セル１０Ｂに循環させる負極電解液の流量とで同程度となる。このため、制御の簡便さの観点から、正極電解液及び負極電解液の両方の流量を同時に変化させたり、正極電解液の流量と負極電解液の流量とを同流量となるように制御することもできる。
【００６０】
（実施例１）
硫酸（Ｈ2ＳＯ4）濃度が４．０ｍｏｌ／Ｌの硫酸水溶液１００Ｌに、９０ｍｏｌの硫酸バナジウム（Ｖ2（ＳＯ4）3）と、１８０ｍｏｌの酸化硫酸バナジウム（ＶＯＳＯ4）とを添加して、溶液の体積が２００Ｌになるように０．８ｍｏｌ／Ｌの硫酸水溶液を加えて攪拌することにより、電解液２００Ｌを調製した。
【００６１】
このように調製した電解液を、正極電解液及び負極電解液として、それぞれ１００Ｌを正極タンク及び負極タンクに入れ、各タンク内の電解液を、電圧を測定しながら充放電ができるセルスタック、及び開放電圧を測定できるセルに循環しながら、セル電圧が１．６０Ｖになるまで１００Ａの電流値で充電を行い、次いで、セル電圧が１．００Ｖになるまで１００Ａの電流値で放電を行った。
【００６２】
充電、放電それぞれの初期の流速を５Ｌ／分に設定し、１分ごとに循環ポンプの周波数を１％ずつ上昇させ、その際のセル電圧の変化からΔＷｒを計算するとともに、循環ポンプのワットメーターによる消費電力の変化からΔＷｐを計算した。
【００６３】
ΔＷｒ＋ΔＷｐが負であった場合には、さらに循環ポンプの周波数を１％上昇させ、一方で、ΔＷｒ＋ΔＷｐが正であった場合には、循環ポンプの周波数を０．５％下降させる操作を１分ごとに行った。
【００６４】
充電、放電をそれぞれ１０サイクル行い、１０サイクル目の充放電のエネルギー効率と、循環ポンプによるエネルギー損失と、の充放電エネルギーに対する割合を算出し、充放電のエネルギー効率から循環ポンプによるエネルギー損失を引いた「合計のエネルギー効率」を計算した。その結果を表１に示す。
【００６５】
（比較例１）
循環ポンプの周波数を変更させず、常に流速を５Ｌ／分に設定して、充放電を行った以外は、実施例１と同様の条件で、１０サイクル目の充放電のエネルギー効率と、循環ポンプによるエネルギー損失と、の充放電エネルギーに対する割合を算出し、充放電のエネルギー効率から循環ポンプによるエネルギー損失を引いた「合計のエネルギー効率」を計算した。その結果を表１に示す。
【００６６】
【表１】
0006944067.tif 000010
【００６７】
実施例１と、比較例１とを比較して、本発明のようにΔＷｐ＋ΔＷｒが０に近づくように、循環ポンプにより流量を制御することで、より高いエネルギー効率で充放電を行えることがわかる。
【００６８】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１０      レドックスフロー電池
１０Ａ    正極セル
１０Ｂ    負極セル
１１      隔膜
１２      正極電極
１３      負極電極
１５Ａ    循環ポンプ
１５Ｂ    循環ポンプ
１６Ａ    正極電解液循環配管
１６Ｂ    負極電解液循環配管
２０      電池セル
２２      電圧・電流測定手段
２４      消費エネルギー測定手段
２６Ａ    制御手段
２６Ｂ    制御手段
１００    レドックスフロー電池
１００Ａ  正極セル
１００Ｂ  負極セル
１０１    隔膜
１０２    正極電極
１０３    負極電極
１０４Ａ  正極電解液タンク
１０４Ｂ  負極電解液タンク
１０５Ａ  循環ポンプ
１０５Ｂ  循環ポンプ
１０６Ａ  正極電解液循環配管
１０６Ｂ  負極電解液循環配管
１１０    電池セル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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