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有機レドックスフロー電池材料 [蓄電池材料]
太陽光発電などの再生可能エネルギーの普及に伴い、国家規模あるいはグローバル規模で大規模なエネルギーを貯蔵システムが必要とされています。レドックスフロー電池（RFB）は大規模なエネルギー貯蔵に適しており、安全で高いサイクル特性を持つ蓄電池になるものとして期待されています。従来のRFBはバナジウムのような金属を活物質に用いたものが多く知られていますが、材料コストが高く枯渇資源であるという問題があります。そこで近年では、有機物質を用いた有機レドックスフロー電池（ORFB）の研究もおこなわれています1-3)。ORFBでは2種類のレドックス活性な有機活物質を含む電解液を別々のタンクから循環ポンプを使って電池スタックに流入させ、多孔質膜を通して酸化還元反応を起こすことで充放電をおこなっています。正極の電解液にはTEMPOなどの有機ラジカル4)、フェロセンなどの金属錯体5)などが用いられ、負極の電解液にはビオロゲン6)、キノン7)などが用いられます。これらの有機活物質は水を溶媒としたRFBに使われますが、非水系溶媒を用いたRFBにおいてはフェノチアジン、キノキサリン8-9)、アルコキシベンゼン、フルオレノン10)などが有機活物質に用いられます。
参考文献
- 1) Redox‐Flow Batteries: From Metals to Organic Redox‐Active Materials
- 2) Recent developments in organic redox flow batteries: A critical review
- 3) Molecular engineering of organic electroactive materials for redox flow batteries.
- 4) An Aqueous Redox‐Flow Battery with High Capacity and Power: The TEMPTMA/MV System
- 5) Long-Cycling Aqueous Organic Redox Flow Battery (AORFB) toward Sustainable and Safe Energy Storage.
- 6) A Neutral pH Aqueous Organic–Organometallic Redox Flow Battery with Extremely High Capacity Retention
- 7) Alkaline Quinone Flow Battery with Long Lifetime at pH 12
- 8) A highly soluble organic catholyte for non‐aqueous redox flow batteries
- 9) High current density, long duration cycling of soluble organic active species for non-aqueous redox flow batteries
- 10) Radical Compatibility with Nonaqueous Electrolytes and Its Impact on an All‐Organic Redox Flow Battery
