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月刊ファインケミカル 2021年11月号

【特集】レドックスフロー電池の最新動向

商品コード:
F2111
発行日:
2021年11月15日
体裁:
B5判
ISSNコード:
0913-6150
価格(税込):
7,700
ポイント: 700 Pt
関連カテゴリ:
雑誌・定期刊行物 > 月刊ファインケミカル
エレクトロニクス > 二次電池・キャパシタ
地球環境 > 省エネルギー・クリーンエネルギー
ファインケミカル > 合成技術・製造プロセス開発

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著者一覧

舩木 敬 (国研)産業技術総合研究所
大平昭博 (国研)産業技術総合研究所
佐藤 縁 (国研)産業技術総合研究所
松井敏明 京都大学
室山広樹 京都大学
江口浩一 京都大学
石飛宏和 群馬大学
矢地謙太郎 大阪大学
田部 豊 北海道大学
関根 忍 トヨタ自動車(株)
川合博之 トヨタ自動車(株)
藤川一洋 住友電気工業(株)
矢野敬二 住友電気工業(株)
福元翔平 住友電気工業(株)
守口正生 住友電気工業(株)
柴田俊和 住友電気工業(株)

目次+  クリックで目次を表示

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【特集】レドックスフロー電池の最新動向

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分子集積型ビオローゲンを活物質に用いた有機レドックスフロー電池 
Organic Redox-Flow Battery with Multielectron-Transfer-Type Viologen Molecular Assembly

 本稿では,レドックスフロー電池の新たな活物質として研究開発が進められている有機系活物質について簡単に触れ,筆者らが最近合成した分子集積型ビオローゲンを紹介する。ビオローゲンユニットを規則的に配列して集積型分子を構築することで,水溶性が向上するなど高エネルギー密度化の可能性を示すことができた。

【目次】
1.はじめに
2.レドックスフロー電池の構成と動作原理
3.有機系活物質
4.分子集積型ビオローゲンの性質と電池特性
5.おわりに

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ポリオキソメタレートを酸素還元反応媒体とするPtフリー燃料電池の開発     
Development of Polymer Electrolyte Fuel Cells using Polyoxometalates as Redox Mediators for Oxygen Reduction Reactions
 
 固体子分子形燃料電池は,家庭用燃料電池コージェネレーションシステムや移動体用動力源として実用化されているが,依然として性能向上とコスト削減が求められている。特に,酸性条件下での酸素還元反応の過電圧が大きいことが問題となっており,要求性能を満たすために多量のPtが使用されている。この解決策として本稿では,ポリオキソメタレートを酸素還元反応媒体とするPt触媒を使用しないカソードシステムについて概説する。

【目次】
1.はじめに
2.再生型燃料電池
3.正極液の還元および再生(再酸化)反応
4.まとめ

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レドックスフロー電池用途のシームレスカーボン材料の活性・液体透過性の向上
Enhancements of the Electrode Activity and the Liquid Permeability of the Seamless Carbon Materials for Redox Flow Batteries 

 レドックスフロー電池は再生可能エネルギーに対して調整力・出力平準化機能を与える蓄電デバイスとして注目されているが,社会実装するためには電極活性,物質輸送特性,液透過性についてさらなる向上が求められる。本稿では電極活性と液透過性に焦点を絞り,カーボンの結晶性と電極活性の関係,連通孔径と圧力損失の関係について概説する。

【目次】
1.はじめに
2.活性の向上
3.連通孔径と圧力損失
4.まとめと展望

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数理最適化で切り拓くレドックスフロー電池の新しい流動場構造
Development of Novel Flow Fields of Redox Flow Batteries by Mathematical Optimization

 レドックスフロー電池の充放電性能はセル内部の電解液が形成する流動場に依存する。これまでに様々な流路構造が提案されてきたものの,いずれも単純な形状に限定されている。本報では,人智の及ばない新奇な流動場構造を創成することを目的として著者らが開発した数理最適化手法について,最近の研究成果と共に紹介する。

【目次】
1.はじめに
2.トポロジー最適化
3.RFBの流動場設計への応用
4.数値計算例
5.おわりに

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電極構造・運転条件がレドックスフロー電池性能に及ぼす影響の集約的評価  
Performance Evaluation of Redox Flow Batteries using Major Parameters summarizing Effects of Structure and Operation Conditions 
 
 レドックスフロー電池の充放電効率は,電池構造や運転条件における複雑な因子の影響を受ける。今後の大規模化・高効率化の開発のために,これらの影響の評価はきわめて重要である。本稿では,実験とモデル解析を用いた性能評価の研究,および2つの集約主要因子と2つ評価線図を提案し視覚的に性能評価を可能とした研究について紹介する。

【目次】
1.はじめに
2.過電圧評価実験と電極厚み方向反応分布解析
2.1 過電圧の分離実験
2.2 電極厚み方向反応分布のモデル解析
3.電流密度分布計測と過電圧分布解析
3.1 電流密度分布の計測実験
3.2 過電圧分布のモデル解析
4.集約主要因子を用いた電池性能評価
4.1 集約主要因子と性能評価線図
4.2 集約主要因子を用いた性能評価の有効性
5.おわりに

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レドックスフロー燃料電池システムの車載性検討            
A Study for Redox Flow Fuel Cell Vehicle System
 
 燃料電池自動車の普及に向けた課題の一つにPt使用量の低減がある。ポリオキソメタレートを用いたレドックスフロー燃料電池(RFFC)では,カソード極(+極)側においてPtを使用しないシステムを実現することができる。この論文では,このRFFCシステム開発から得られた知見を紹介する。

【目次】
1.はじめに
2.実験方法
2.1 実験系の組み立て
2.2 基準線の測定
2.3 再生試験
2.4 再生循環試験
3.結果と議論
3.1 基準線の測定(OCV-DORの関係)
3.2 再生試験
3.3 車載可能性の検討
4.おわりに

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レドックスフロー電池による再生可能エネルギー電源の有効活用
Flow Battery Systems for Effective Use of Renewable Energy

 太陽光や風力などの再生可能エネルギー電源の導入量の増加により,周波数などの電力品質への影響や需給バランス維持のために供給能力を生かし切れない事例が顕在化しつつある。こうした課題の解決策の一つとして注目されている蓄電池システムの活用に関し,レドックスフロー電池による再生可能エネルギー電源の有効活用に向けた実証の事例を紹介する。

【目次】
1.はじめに
2.RF電池の原理および特長
3.RF電池による再生可能エネルギー電源有効活用の実証事例
3.1 電力系統安定化用途
3.2 送配電網向け用途
3.3 マイクログリッド用途
3.4 需要家向け用途
4.おわりに

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[シリーズ]世界の新農薬 

1.殺菌剤 flufenoxadiazam(フルフェノキサジアザム)
2.殺菌剤 flumetylsulforim(フルメチルスルホリム)
3.殺菌剤 fluoxytioconazole(フルオキシチオコナゾール)
4.殺菌剤 metarylpicoxamid(メタリルピコキサミド)

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[マーケット情報]

界面活性剤の海外市場動向

 世界の界面活性剤市場は,2016年に306億ドル(3兆3,660億円),2020年には新型コロナウイルスの影響がなければ420億ドル(4兆6,200億円),さらにこれからも年間4%程度の成長が見込まれ,2025年には520億ドル(5兆7,200億円)規模に成長すると見られている。市場の成長を牽引する大きな要因の1つがアジア太平洋地域のパーソナルケア産業の成長である。特に人口の多い,中国,インド,インドネシアなどの国々の需要拡大が大きなエンジンとなっている。さらに今後も,中南米,中東,ロシア,アフリカなど,経済発展による生活水準の向上が見られる地域では,同じように界面活性剤の使用量が増加し,市場規模も順調に拡大していくものと考えられる。

【目次】
1.アジア太平洋
1.1 日本
1.2 中国
1.3 韓国
1.4 インド
1.5 マレーシア
1.6 台湾
1.7 その他の国
2.北米・中南米
3.西欧

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[ケミカルプロフィル]

トリメチルスルホキソニウムアイオダイド(Trimethyl sulfoxonium iodide)
二酸化チオ尿素(Thiourea dioxide)

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[ニュースダイジェスト]

・海外編
・国内編