フローバッテリ内の濃度場と亜鉛析出形態

亜鉛蓄電池負極近傍における亜鉛電析形態の解明
エネルギー問題解決のため,再生可能エネルギーの利用が不可欠
→電気の安定供給のため,大型・大容量型蓄電池が必要
リチウムイオン電
池
鉛蓄電池
亜鉛蓄電池
メリット
高エネルギー密度
低コスト
低コスト
高い安全性
深充放電可能
デメリッ
ト
高コスト
危険性あり
人体に有害
深充放電で性能劣化
低エネルギー密度
短サイクル寿命
大型・大容量型に適する
20th charge
1st charge
負極
正極
亜鉛蓄電池の負極反応
Zn + 4OH - ⇌ Zn(OH) 4 2- + 2e (右向き:放電,左向き:充電)
充電時,負極で亜鉛の不均一析出
繰り返し充放電による亜鉛析出形態の変化[1]
内部ショート
[1]Y. Ito et al., J. Power Sources 211 (2012)
研究内容
不均一析出には,負極近傍の亜鉛イオン濃度が
深く関わっていることがわかっている
定電流源
負極
しかし,今まで定量的に亜鉛イオン濃度場の評価
を可能にした研究はなかった・・・
正極
Background Oriented Schlieren(BOS)法
という計測手法により,負極近傍における
参照画像
定量的亜鉛イオン濃度場計測法を確立した
→様々な条件において研究を進めている
世界初!
カメラ
(顕微鏡)
企業と共同研究 (株)日本触媒
析
出
電解液
電解液
画像処理
負極
正極
参照画像
析出した亜鉛
実際に撮影した画像
画像処理プログラムによる
亜鉛イオン濃度場
実験装置の概略図