愛知工業大學的森田靖教授和村田剛志教授等成功開發出了不使用貴金屬的氧化還原液流電池（redoxflow battery）。即使充放電1萬次以上，仍能保持80%以上的容量。作爲存儲再生能源電力的蓄電池，氧化還原液流電池的需求正在不斷增加。愛知工業大學計劃與公司合作，早日投入實際使用。
愛知工業大學新型氧化還原液流電池實施了超過1萬次充放電（供圖：森田教授）
氧化還原液流電池是一種透過溶解在液體中的活性材料的氧化還原反應來進行充放電的蓄電池。由於電極和電解液的劣化少，因此使用壽命長達20年以上。在室溫下運行，且不使用易燃材料，因此安全也較高。雖然體積較大，但作爲儲存再生能源的蓄電池被受矚目。
在日本，住友電氣工業株式會社已投入實際使用。2001年，住友電工成爲世界上首個成功將該技術投入實際使用的公司，目前該技術正在國内外加快導入。中國的大連融科儲能技術隊形變換有限公司也生產氧化還原液流電池。
目前大多氧化還原液流電池的活性材料中都含有貴金屬釩。釩被用於添加到鋼鐵和合金中，或用作觸媒等，需求量較大。2021年全球釩產量爲11萬噸，其中中國和俄羅斯合計佔了84%。除了價格方面外，還存在較大的地政學風險。
此外，由於溶解活性材料的溶液使用硫酸溶液，因此需要對循環溶液的管道等進行維護。由此，尋找釩的替代材料的研究變得活躍。
此次研究團隊開發了一種使用水溶性有機化合物代替金屬作爲活性材料的電池。由於所開發的有機化合物平均每個分子可以取出兩個電子，因此相比使用釩的電池更有可能擴大容量。透過在負極側使用溶解有活性材料的溶液，正極側使用溶解有鐵錯合物的溶液進行循環。
在實驗中，即使經過1萬次以上的充放電循環，容量仍保持在80%以上。雖然活性材料會溶解在鹼性溶液中，但腐蝕性低於硫酸溶液。今後，將透過最適化電極材料等進一步提高性能。
由於再生能源的發電量會因季節和天氣條件的不同而大幅波動，因此有必要與固定式蓄電池配套使用以確保穩定的電力運送。根據富士經濟集團的預測，存儲再生能源的固定式蓄電池等電力存儲系統的市場規模將在2040年達到80,741億日元，是2022年的3.5倍。
活性材料使用水溶性有機化合物的氧化還原液流電池作爲不使用釩的電池，正在得到積極研發。研究小組將與企業合作，爭取早日實施應用。
日文：福井健人、《日經產業新聞》、2023/12/20
中文：JST客觀日本編輯部
