レドックス電池とは？

レドックスフローバッテリーとも呼ばれるレドックスバッテリーは、電解質として知られる外部に保存された導電性化学物質を使用して化学エネルギーを電気エネルギーに変換するタイプのバッテリーです。 レドックスとは、酸化還元反応を指します。酸化還元反応とは、ある物質の原子または分子が電子を失う、または酸化し、別の物質の原子または分子が電子を得る、または還元する化学反応です。 荷電粒子のこの​​動きにより電流が発生します。 この電流は、電解質が保持タンクからポンプで汲み上げられ、そこに蓄積されて有用な電流を生成する酸化還元化学反応を一緒に生成するスタックに格納されるときに作成されます。

レドックス電池は、一般的な家庭用電池と同様に動作します。 携帯電話や目覚まし時計で使用されるバッテリーとは異なり、レドックスバッテリーは単一のユニットにコンパクトに含まれていません。 その負に帯電した電解質は1つの外部タンクに保存され、その正に帯電した電解質は別の外部タンクに個別に保存されます。 これらの電解質は分離されていますが、それらの間で電子の交換はありません。 電気が必要な場合、電解質はスタックと呼ばれるユニットに送り込まれ、そこで酸化還元反応が起こり、そこで電子が交換されて電流が生成されます。

特定のアプリケーションでレドックス電池を使用することには、他の種類の電池よりも多くの利点があります。 主な利点の1つは、レドックスバッテリーが、利用可能な電解質の量に応じて、通常数キロワットから数メガワットの非常に大量のエネルギーを保存できることです。 レドックス電池は、非毒性物質を使用して作成でき、動作中に環境に有害な物質を放電しません。 また、寿命が長く、メンテナンスがほとんど必要なく、比較的迅速に充電できます。

一方、レドックス電池は、生成するエネルギー量のために比較的大量の電解質を必要とするため、小規模の発電や携帯アプリケーションでの使用には実用的ではありません。 レドックスバッテリーの複雑なハードウェアセットアップは、もう1つの欠点です。 タンク、電解質をスタックに入れるポンプ、電解質の流れを調整する制御システムなどの機器が必要です。 これらの理由により、レドックス電池は、大規模なアプリケーションや、大量の電力が必要な遠隔の電気グリッドの場所で最も一般的に使用されます。

たとえば、レドックスバッテリーは、グリッドからの電力が利用できず、頻繁なメンテナンスが高価になるリモート携帯電話ステーションに電力を供給する場合があります。 レドックス電池が適している別のアプリケーションは、太陽光発電所や風力発電所から利用可能な電力量を平準化することです。 太陽が輝くと太陽エネルギーが生成されます。 風が吹くと風力エネルギーが生成されます。 これらのソースのいずれかからのエネルギー生産は、天候の好ましくない変化がエネルギーの利用可能性の望ましくない低下を引き起こすため、劇的に低下する可能性があります。 レドックスバッテリーを使用すると、余剰電力を生成するときに保存し、天候の変化により太陽エネルギーや風力エネルギーの生成が減少したときに利用可能な電力をバランスさせることができます。