図解まるわかり 電池のしくみ

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 価数、バナジウムイオン、常温反応

3-20

安全で寿命が長く、

普及が期待される二次電池

異なる価数のバナジウムイオンを活用

バナジウム系レドックスフロー電池の化学反応を解説します（図

3-39）。負極および正極のタンクには、それぞれ酸化硫酸バナジウムの水

和物（VOSO

4

・

n

H

2

O）を電解質の硫酸に溶解させて+4 価のバナジウムイ

オン溶液にしたものを、電気分解してそれぞれ異なる価数のバナジウムイ

オン溶液にして用いています。

電池を放電反応させる前の負極のタンクには、+2価のバナジウムイオ

ンが含まれていて、電池の放電反応は、バナジウムの+2 価から +3価への

酸化反応が起こります。正極では+5価のバナジウムイオンが含まれてい

て、+5 価から +4価への還元反応が起こっています。また充電時にはそれ

ぞれ逆の反応が起こり、両極では酸化還元反応が起こっています。よっ

て、電池反応全体は以下の通りです。

負極：V

2 ＋

扌V

3 ＋

+e



正極：VO

2

＋

+2H

＋

+e



扌VO

2 ＋

+H

2

O

反応全体：V

2 ＋

+VO

2

＋

+2H

＋

扌V

3 ＋

+VO

2 ＋

+H

2

O

常温で利用可能な大型の蓄電装備

レドックスフロー電池の反応は、金属の価数の変化のみであるため、サ

イクル寿命は無制限に、溶液は半永久的に使用できます。ガスの発生もな

く安全性が高く、常温反応なので設備の劣化も少なく、寿命は20 年です。

負極と正極のタンクが別々なので、自己放電がほとんどありません。一方

で、現在主流のバナジウムがレアメタルの一種で高価であること、ポンプ ...