特許ウォッチ

公開番号2025026009
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-21
出願番号2023131325
出願日2023-08-10
発明の名称熱化学電池用電解液
出願人三洋化成工業株式会社,国立大学法人東京大学
代理人弁理士法人WisePlus
主分類H01M 14/00 20060101AFI20250214BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】電解質を高濃度に溶解させることができる熱化学電池用電解液を提供する。
【解決手段】レドックス対となるアニオンと、クラウンエーテルと、有機溶媒と、を含有し、レドックス対となる前記アニオンが、[Fe(CN)₆]^3-及び[Fe(CN)₆]^4-であることを特徴とする熱化学電池用電解液。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
レドックス対となるアニオンと、
クラウンエーテルと、
有機溶媒と、を含有し、
レドックス対となる前記アニオンが、［Ｆｅ（ＣＮ）
６
］
３－
及び［Ｆｅ（ＣＮ）
６
］
４－
であることを特徴とする熱化学電池用電解液。
続きを表示（約 200 文字）【請求項２】
前記レドックス対のカウンターイオンであるカチオンがカリウムイオンであり、前記クラウンエーテルが１８クラウン６エーテルである、請求項１に記載の熱化学電池用電解液。
【請求項３】
前記熱化学電池用電解液中の前記クラウンエーテルの濃度［ｍｏｌ／ｋｇ］が、前記熱化学電池用電解液中のカチオン濃度［ｍｏｌ／ｋｇ］以上である請求項１又は２に記載の熱化学電池用電解液。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱化学電池用電解液に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
熱エネルギーを電気エネルギーに変換できる熱電変換素子の一種である熱化学電池が注目されており、熱化学電池を用いると温度差から電気エネルギーを得ることができる。
【０００３】
非特許文献１では、Ｋ
３
［Ｆｅ（ＣＮ）
６
］／Ｋ
４
［Ｆｅ（ＣＮ）
６
］を電解質とした従来型の水系熱化学電池は動作温度が１００℃未満に制限されるが、高い熱安定性を有する深共晶溶媒（エタリン）を水の代わりに使用することで、約１５０℃域で動作することを確認したと記載されている。
【０００４】
非特許文献２では、Ｋ
３
［Ｆｅ（ＣＮ）
６
］／Ｋ
４
［Ｆｅ（ＣＮ）
６
］を電解質とした場合は有機溶媒に対する溶解度が低く、電解質をカリウム塩からテトラエチルアンモニウム塩に変更することで、有機溶媒に対する溶解度が向上したことが記載されている。
【０００５】
特許文献１には、レドックス種の一方のみを選択的に、低温で捕捉し、高温で放出する捕捉化合物を電解液に添加することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
国際公開第２０１７／１５５０４６号
【非特許文献】
【０００７】
Antariksa, N.F., Yamada, T. & Kimizuka, N. High seebeck coefficient in middle-temperature thermocell with deep eutectic solvent. Sci Rep 11, 11929 (2021)
Taheri, A., MacFarlane, D. R., Pozo-Gonzalo, C., & Pringle, J. M. The Effect of Solvent on the Seebeck Coefficient and Thermocell Performance of Cobalt Bipyridyl and Iron Ferri/Ferrocyanide Redox Couples. Australian Journal of Chemistry, 72(9), 709-716
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
熱化学電池の高性能化のためには、電解液中に電解質を高濃度に溶解させることが望まれている。
【０００９】
非特許文献１では、Ｋ
３
［Ｆｅ（ＣＮ）
６
］／Ｋ
４
［Ｆｅ（ＣＮ）
６
］を電解質として使用しているが、Ｋ
３
［Ｆｅ（ＣＮ）
６
］／Ｋ
４
［Ｆｅ（ＣＮ）
６
］は有機溶媒に対する溶解度が低く、溶解させた場合の粘度上昇が大きいことから、出力が２５ｍＷ付近で最大となり、電解質を高濃度に溶解させることによる性能向上が見込めない。
【００１０】
非特許文献２では、カチオンとして、テトラエチルアンモニウムカチオンとアンモニウムカチオンを併用している。カチオンがテトラエチルアンモニウムカチオンである場合、テトラエチルアンモニウム塩の溶解性が不充分という課題がある。また、カチオンがアンモニウムカチオンである場合、アンモニウム塩が１００℃付近で熱分解してしまうという課題がある。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許