特開 2022-107506 異種溶媒による電位差を用いた発電システム、異種溶媒による電位差を用いた発電方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022107506

(43)【公開日】2022-07-21

(54)【発明の名称】異種溶媒による電位差を用いた発電システム、異種溶媒による電位差を用いた発電方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 8/18 20060101AFI20220713BHJP

   H02N 11/00 20060101ALI20220713BHJP

   H01M 8/04 20160101ALI20220713BHJP

【ＦＩ】

H01M8/18

H02N11/00 Z

H01M8/04 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021178995

(22)【出願日】2021-11-01

(31)【優先権主張番号】P 2021002412

(32)【優先日】2021-01-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000173809

【氏名又は名称】一般財団法人電力中央研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100101236

【弁理士】

【氏名又は名称】栗原 浩之

(74)【代理人】

【識別番号】100166914

【弁理士】

【氏名又は名称】山▲崎▼ 雄一郎

(72)【発明者】

【氏名】松井 陽平

(72)【発明者】

【氏名】河瀬 誠

【テーマコード（参考）】

5H126

5H127

【Ｆターム（参考）】

5H126AA10

5H126BB10

5H126EE31

5H126GG11

5H126GG17

5H126JJ08

5H126RR00

5H126RR03

5H127AA10

5H127AC04

5H127BA01

5H127BA57

5H127BB03

5H127BB12

5H127BB37

(57)【要約】

【課題】電力の安定供給と二酸化炭素排出量の削減とを両立させる。
【解決手段】負電極３と正電極４の電解液の溶媒の組成差により形成される電位差を用いて発電を行い、負電極３と正電極４の電解液の溶媒を管理することで、二酸化炭素の排出を無くして発電を維持する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の溶媒の電解液が収容され、一方の電極を有し活物質が電極反応する第１槽と、
前記第１槽に収容された電解液と異なる、第２の溶媒の電解液が収容され、他方の電極を有し、活物質が電極反応する第２槽とを備えた
ことを特徴とする異種溶媒による電位差を用いた発電システム。

【請求項2】

請求項１に記載の異種溶媒による電位差を用いた発電システムにおいて、
前記第１槽での活物質による電極反応、前記第２槽での活物質による電極反応が、同一の酸化還元対による逆反応である
ことを特徴とする異種溶媒による電位差を用いた発電システム。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の異種溶媒による電位差を用いた発電システムにおいて、
前記第１の溶媒と前記第２の溶媒が、同じ物質を少なくとも１種類含む
ことを特徴とする異種溶媒による電位差を用いた発電システム。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の異種溶媒による電位差を用いた発電システムにおいて、
前記第１の溶媒、前記第２の溶媒の物質は、水、エタノール、メタノール、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、アセトン、ピリジン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ヘキサメチルホスホルアミド、炭酸プロピレン、テトラヒドロフラン、N-メチル-２-ピロリドンの少なくとも一つを含む
ことを特徴とする異種溶媒による電位差を用いた発電システム。

【請求項5】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の異種溶媒による電位差を用いた発電システムにおいて、
前記第１の溶媒、前記第２の溶媒の少なくともいずれかに、１ａｔｍで融点が２００℃以下の塩が用いられる
ことを特徴とする異種溶媒による電位差を用いた発電システム。

【請求項6】

請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の異種溶媒による電位差を用いた発電システムにおいて、
前記第１槽、前記第２槽の内部に、外部から電解液を供給し、活物質が電極反応した後の電解液を前記第１槽、前記第２槽の外部に排出する、供給排出手段を備えた
ことを特徴とする異種溶媒による電位差を用いた発電システム。

【請求項7】

請求項６に記載の異種溶媒による電位差を用いた発電システムにおいて、
前記第１の溶媒、前記第２の溶媒は、溶媒Ａ及び溶媒Ｂの混合物であり、
前記第１の溶媒は、前記第２の溶媒より多量の溶媒Ｂを含み、
前記供給排出手段は、
前記溶媒Ａ及び前記溶媒Ｂからなる前記第１の溶媒の電解液を外部から前記第１槽に供給し、活物質が電極反応した後の電解液を前記第１槽から排出し、排出された電解液から一部もしくは全部の前記溶媒Ｂを分離回収し、一部もしくは全部の前記溶媒Ｂが分離された後の電解液を前記第２槽に供給し、活物質が前記第１槽での前記電極反応と逆の電極反応をした後の電解液を外部に排出し、排出された電解液に対し分離回収した前記溶媒Ｂを再混合し、前記溶媒Ｂが再混合された後の電解液を前記第１槽に供給する
ことを特徴とする異種溶媒による電位差を用いた発電システム。

【請求項8】

請求項７に記載の異種溶媒による電位差を用いた発電システムにおいて、
前記第１槽から排出された電解液から前記溶媒Ｂを分離回収し、前記溶媒Ｂが分離された後の電解液を前記第２槽に供給する手段として、第２の電解液再生手段を有し、
前記第２槽から排出された電解液に対し、前記第１槽から排出された電解液から分離回収した前記溶媒Ｂを再混合し、前記溶媒Ｂが再混合された後の電解液を前記第１槽に供給する手段として、第１の電解液再生手段を有する
ことを特徴とする異種溶媒による電位差を用いた発電システム。

【請求項9】

請求項８に記載の異種溶媒による電位差を用いた発電システムにおいて、
前記第１の電解液再生手段、前記第２の電解液再生手段における前記溶媒Ｂの分離、前記溶媒Ｂの再混合は、熱エネルギーを用いた手段で構成される
ことを特徴とする異種溶媒による電位差を用いた発電システム。

【請求項10】

請求項９に記載の異種溶媒による電位差を用いた発電システムにおいて、
前記熱エネルギーを用いた手段は、
前記第１槽から排出された電解液を加熱して前記溶媒Ｂを蒸発させると共に、前記溶媒Ｂが分離された後の電解液を前記第２槽に供給する蒸発手段と、
前記蒸発手段で蒸発させた前記溶媒Ｂを凝縮し、前記第２槽から排出された電解液に対し前記溶媒Ｂを再混合して前記第１槽に供給する凝縮手段とを有する
ことを特徴とする異種溶媒による電位差を用いた発電システム。

【請求項11】

請求項９もしくは請求項１０に記載の異種溶媒による電位差を用いた発電システムにおいて、
前記供給排出手段における電解液の流路の内部の圧力を調整する内圧調整手段を備えた
ことを特徴とする異種溶媒による電位差を用いた発電システム。

【請求項12】

請求項８に記載の異種溶媒による電位差を用いた発電システムにおいて、
前記第１の電解液再生手段、前記第２の電解液再生手段における前記溶媒Ｂの分離、前記溶媒Ｂの再混合は、機械的エネルギーを用いた手段で構成される
ことを特徴とする異種溶媒による電位差を用いた発電システム。

【請求項13】

請求項１２に記載の異種溶媒による電位差を用いた発電システムにおいて、
前記機械的エネルギーを用いた手段は、
前記第１槽から排出された電解液を加圧すると共に分離手段を透過させて前記溶媒Ｂを分離し、前記溶媒Ｂが分離された後の電解液を前記第２槽に供給する分離供給手段と、
前記第２槽から排出された電解液に対し前記分離手段を透過した前記溶媒Ｂを再混合して前記第１槽に供給する混合供給手段とを有する
ことを特徴とする異種溶媒による電位差を用いた発電システム。

【請求項14】

正極・負極間の電解液の溶媒の組成差により形成される電位差を用いて発電を行うことを特徴とする異種溶媒による電位差を用いた発電方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電極間の溶媒組成差によって形成される電位差を用いることを特徴とする異種溶媒による電位差を用いた発電システム、異種溶媒による電位差を用いた発電方法に関する。

【背景技術】

【0002】

二酸化炭素排出量の削減は地球規模で取り組むべき課題であり、発電の分野では、化石燃料依存からの脱却が求められるようになってきている。例えば、再生可能エネルギー発電設備や地熱などの熱エネルギーを用いた発電設備を併用する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

再生可能エネルギー発電設備等を併用することで、二酸化炭素の排出量が削減される状況になってきている。発電の分野では、電力の安定供給と二酸化炭素排出量の削減とを両立させることが課題として取り上げられているのが実情であり、化石燃料に依存せずに安定して電力供給ができる技術の構築が望まれているのが現状である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２０－１６７７９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、電力の安定供給と二酸化炭素排出量の削減とを両立させることができる、電極間の溶媒組成差を利用した発電システム、発電方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するための請求項１に係る本発明の異種溶媒による電位差を用いた発電システムは、第１の溶媒の電解液が収容され、一方の電極を有し活物質が電極反応する第１槽と、前記第１槽に収容された電解液と異なる、第２の溶媒の電解液が収容され、他方の電極を有し、活物質が電極反応する第２槽とを備えたことを特徴とする。

【0007】

請求項１に係る本発明では、電極反応する活物質に応じて、第１槽の電解液である第１の溶媒と、第２槽の電解液である第２の溶媒をそれぞれ選定することで、第１の溶媒、第２の溶媒が同一の組成である場合と比較して、電極間に形成される電位差を大きくすることが可能となる。また、第１槽、第２槽の間は、第１槽の電解液と第２槽の電解液の混合の抑制、イオン伝導性の確保の両立を目的とし、固体電解質、ゲル状の電解質、多孔体等で仕切ることができる。

【0008】

第１の溶媒、第２の溶媒は、それぞれが単一の物質からなる溶媒であっても良く、それぞれが複数の物質で構成される混合溶媒であっても良い。また、前記第１槽、第２槽での電極反応は、異なる酸化還元対による反応であっても、同一の酸化還元対による逆反応であっても良い。

【0009】

そして、請求項２に係る本発明の異種溶媒による電位差を用いた発電システムは、請求項１に記載の異種溶媒による電位差を用いた発電システムにおいて、前記第１槽での活物質による電極反応、前記第２槽での活物質による電極反応が、同一の酸化還元対による逆反応であることを特徴とする。

【0010】

請求項２に係る本発明では、第１槽での電極反応、第２槽での電極反応が同一の酸化還元対による逆反応である。例えば、ヘキサシアノ鉄（II）酸イオン（[Ｆｅ（ＣＮ）６]４-）、ヘキサシアノ鉄（III）酸イオン（[Ｆｅ（ＣＮ）_６]^3-)を活物質として用いること
ができる。

【0011】

また、請求項３に係る本発明の異種溶媒による電位差を用いた発電システムは、請求項１または請求項２に記載の異種溶媒による電位差を用いた発電システムにおいて、前記第１の溶媒と前記第２の溶媒が、同じ物質を少なくとも１種類含むことを特徴とする。

【0012】

請求項３に係る本発明では、第１の溶媒として溶媒Ａと溶媒Ｂの混合溶媒、第２の溶媒として溶媒Ａを用いる場合が考えられる。また、第１の溶媒及び第２の溶媒がいずれも溶媒Ａと溶媒Ｂの混合溶媒であり、溶媒Ａと溶媒Ｂの混合割合が第１の溶媒と第２の溶媒とで異なる場合が考えられる。例えば、溶媒Ａとして水を用いることができ、溶媒Ｂとしてアセトンを用いることができる。

【0013】

また、請求項４に係る本発明の異種溶媒による電位差を用いた発電システムは、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の異種溶媒による電位差を用いた発電システムにおいて、前記第１の溶媒、前記第２の溶媒の物質は、水、エタノール、メタノール、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、アセトン、ピリジン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ヘキサメチルホスホルアミド、炭酸プロピレン、テトラヒドロフラン、N-メチル-２-ピロリドンの少なくとも一つを含むことを特徴とする。

【0014】

請求項４に係る本発明では、電気化学デバイスにおいて、電極反応する活物質の種類に応じて、第１の溶媒、第２の溶媒を特定して適宜選択することができる。

【0015】

また、請求項５に係る本発明の異種溶媒による電位差を用いた発電システムは、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の異種溶媒による電位差を用いた発電システムにおいて、前記第１の溶媒、前記第２の溶媒の少なくともいずれかに、１ａｔｍで融点が２００℃以下の塩が用いられることを特徴とする。

【0016】

請求項５に係る本発明では、電極反応する活物質の種類に応じて、第１の溶媒、第２の溶媒を構成する物質として、適宜、１ａｔｍで融点が２００℃以下の塩を用いることができる。

【0017】

また、請求項６に係る本発明の異種溶媒による電位差を用いた発電システムは、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の異種溶媒による電位差を用いた発電システムにおいて、前記第１槽、前記第２槽の内部に、外部から電解液を供給し、（一部もしくは全部の）活物質が電極反応した後の電解液を前記第１槽、前記第２槽の外部に排出する、供給排出手段を備えたことを特徴とする。

【0018】

請求項６に係る本発明では、外部から未使用の電解液が連続的に供給されることで、第１槽と第２槽の溶媒の組成差が保持されることで、発電システムの電位差が保持され、連続的に発電を行うことができる。

【0019】

また、請求項７に係る本発明の異種溶媒による電位差を用いた発電システムは、請求項６に記載の異種溶媒による電位差を用いた発電システムにおいて、前記第１の溶媒、前記第２の溶媒は、溶媒Ａ及び溶媒Ｂの混合物であり、前記第１の溶媒は、前記第２の溶媒より多量の溶媒Ｂを含み、前記供給排出手段は、前記溶媒Ａ及び前記溶媒Ｂからなる前記第１の溶媒の電解液を外部から前記第１槽に供給し、活物質が電極反応した後の電解液を前記第１槽から排出し、排出された電解液から一部もしくは全部の前記溶媒Ｂを分離回収し、一部もしくは全部の前記溶媒Ｂが分離された後の電解液を前記第２槽に供給し、活物質が前記第１槽での前記電極反応と逆の電極反応をした後の電解液を外部に排出し、排出された電解液に対し分離回収した前記溶媒Ｂを再混合し、前記溶媒Ｂが再混合された後の電解液を前記第１槽に供給することを特徴とする。

【0020】

請求項７に係る本発明では、供給排出手段として、一方の電極での反応で使用した電解液を他方の電極での反応で再使用できるようにする電解液再生手段を備えている。具体的には、第１槽での電極反応に使用した後の電解液が、溶媒Ｂの一部もしくは全部を分離した後に第２槽での電極反応に使用される。また、第２槽での電極反応に使用された後の電解液が、溶媒Ｂを再混合した後に第１槽での電極反応に再び使用される。溶媒Ｂの分離は、例えば、電解液を溶媒Ｂの沸点以上に昇温するために必要な熱エネルギー、溶媒Ｂの気化に必要な熱エネルギーを外部から投入することで行うことができる。また、電解液を加圧すると共に圧力差により溶媒Ｂを分離する機械的エネルギーを外部から投入することで行うことができる。

【0021】

即ち、請求項７に係る異種溶媒による電位差を用いた発電システムでは、第２槽での電極反応は第１槽での電極反応の逆反応であるため、全体として化学物質の消費がなく、閉じた流路の中を電解液が循環しながら、連続的に発電が行われる。また、溶媒Ｂの分離や再混合を終えた状態で電解液を保管しておくことで、エネルギーの貯蔵を行うこともできるため、発電量を要求に応じて制御することができる。

【0022】

本発電システムは、溶媒Ｂの分離に必要な熱エネルギーや機械的エネルギーを投入することで可能となる。したがって、熱エネルギーの投入においては廃熱、地熱、温泉熱、太陽熱などの熱源を利用し、機械的エネルギーの投入においては、風力・水力・波力・潮力などの再生可能エネルギーを利用することで、二酸化炭素を排出することなく電力の安定供給が可能となる。

【0023】

また、請求項８に係る本発明の異種溶媒による電位差を用いた発電システムは、請求項７に記載の異種溶媒による電位差を用いた発電システムにおいて、前記第１槽から排出された電解液から前記溶媒Ｂを分離回収し、前記溶媒Ｂが分離された後の電解液を前記第２槽に供給する手段として、第２の電解液再生手段を有し、前記第２槽から排出された電解液に対し、前記第１槽から排出された電解液から分離回収した前記溶媒Ｂを再混合し、前記溶媒Ｂが再混合された後の電解液を前記第１槽に供給する手段として、第１の電解液再生手段を有することを特徴とする。

【0024】

請求項８に係る本発明では、第２の電解液再生手段により、第１槽から排出された電解液から溶媒Ｂが分離回収され、溶媒Ｂが分離された後の電解液が第２槽に供給される。そして、第１の電解液再生手段により、第２槽から排出された電解液に対し、第１槽から排出された電解液から分離回収した溶媒Ｂが再混合され、溶媒Ｂが再混合された後の電解液が第１槽に供給される。

【0025】

また、請求項９に係る本発明の異種溶媒による電位差を用いた発電システム。は、請求項８に記載の異種溶媒による電位差を用いた発電システムにおいて、前記第１の電解液再生手段、前記第２の電解液再生手段における前記溶媒Ｂの分離、前記溶媒Ｂの再混合は、熱エネルギーを用いた手段で構成されることを特徴とする。

【0026】

請求項９に係る本発明では、熱エネルギーを用いて、溶媒Ｂの分離、溶媒Ｂの再混合を行うことができる。

【0027】

また、請求項１０に係る本発明の異種溶媒による電位差を用いた発電システムは、請求項９に記載の異種溶媒による電位差を用いた発電システムにおいて、前記熱エネルギーを用いた手段は、前記第１槽から排出された電解液を加熱して前記溶媒Ｂを蒸発させると共に、前記溶媒Ｂが分離された後の電解液を前記第２槽に供給する蒸発手段と、前記蒸発手段で蒸発させた前記溶媒Ｂを凝縮し、前記第２槽から排出された電解液に対し前記溶媒Ｂを再混合して前記第１槽に供給する凝縮手段とを有することを特徴とする。

【0028】

請求項１０に係る本発明では、蒸発手段により、第１槽から排出された電解液が加熱されて溶媒Ｂが蒸発して分離され、溶媒Ｂが分離された後の電解液が第２槽に供給される。凝縮手段により、蒸発させた溶媒Ｂが凝縮され、第２槽から排出された電解液に対し、凝縮された溶媒Ｂが再混合され第１槽に供給される。

【0029】

また、請求項１１に係る本発明の異種溶媒による電位差を用いた発電システムは、請求項９もしくは請求項１０に記載の異種溶媒による電位差を用いた発電システムにおいて、前記供給排出手段における電解液の流路の内部の圧力を調整する内圧調整手段を備えたことを特徴とする。

【0030】

請求項１１に係る本発明では、内圧調整手段により電解液を加圧、もしくは、減圧して溶媒の沸点を調節することができ、供給排出手段としての電解液再生手段に広い温度範囲の熱源を利用することができる。

【0031】

また、請求項１２に係る本発明の異種溶媒による電位差を用いた発電システムは、請求項８に記載の異種溶媒による電位差を用いた発電システムにおいて、前記第１の電解液再生手段、前記第２の電解液再生手段における前記溶媒Ｂの分離、前記溶媒Ｂの再混合は、機械的エネルギーを用いた手段で構成されることを特徴とする。

【0032】

請求項１２に係る本発明では、機械的エネルギーを用いて、溶媒Ｂの分離、溶媒Ｂの再混合を行うことができる。

【0033】

また、請求項１３に係る本発明の異種溶媒による電位差を用いた発電システムは、請求項１２に記載の異種溶媒による電位差を用いた発電システムにおいて、前記機械的エネルギーを用いた手段は、前記第１槽から排出された電解液を加圧すると共に分離手段を透過させて前記溶媒Ｂを分離し、前記溶媒Ｂが分離された後の電解液を前記第２槽に供給する分離供給手段と、前記第２槽から排出された電解液に対し前記分離手段を透過した前記溶媒Ｂを再混合して前記第１槽に供給する混合供給手段とを有することを特徴とする。

【0034】

請求項１３に係る本発明では、分離供給手段により、第１槽から排出された電解液が加圧される共に分離手段に透過されて溶媒Ｂが分離され、溶媒Ｂが分離された後の電解液が（減圧されて）第２槽に供給される。そして、混合供給手段により、第２槽から排出された電解液に対し分離手段に透過された溶媒Ｂが再混合されて第１槽に供給される。

【0035】

上記目的を達成するための請求項１４に係る本発明の異種溶媒による電位差を用いた発電方法は、正極・負極間の電解液の溶媒の組成差により形成される電位差を用いて発電を行うことを特徴とする。

【0036】

請求項１４に係る本発明では、正極・負極間の電解液の溶媒の組成差により形成される電位差により発電を行うので、電力の安定供給と二酸化炭素排出量の削減とを両立させることが可能になる。

【発明の効果】

【0037】

本発明の電位差を用いた発電システム、及び、異種溶媒による電位差を用いた発電方法は、電力の安定供給と二酸化炭素排出量の削減とを両立させることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0038】

【図1】本発明の発電システムの概念図である。

【図2】第１槽の電解液の溶媒和構造の概念図である。

【図3】第２槽の電解液の溶媒和構造の概念図である。

【図4】溶媒及び活物質の分子構造の概念図である。

【図5】溶媒及び活物質を表した本発明の発電システムの概念図である。

【図6】起電力と溶媒Ｂの関係を表すグラフである。

【図7】本発明の第１実施例に係る発電システムの全体構成図である。

【図8】本発明の第２実施例に係る発電システムの全体構成図である。

【図9】電圧の経時変化を表すグラフである。

【図10】本発明の第３実施例に係る発電システムの全体構成図である。

【図11】本発明の第４実施例に係る発電システムの全体構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0039】

図１から図６に基づいて本発明の電位差を用いた発電システムの実施の態様例を説明する。

【0040】

図１には本発明の発電システムを概念的に表した全体の構成、図２には第１槽の電解液の溶媒和構造の状態を説明する概念、図３には第２槽の電解液の溶媒和構造の状態を説明する概念、図４（ａ）には活物質であるヘキサシアノ鉄（II）酸イオン[Ｆｅ（ＣＮ）_６]^４-またはヘキサシアノ鉄（III）酸イオン[Ｆｅ（ＣＮ）_６]^３-の分子構造の概念、図４（ｂ）には溶媒Ａ（第１の溶媒、第２の溶媒）の一例である水（Ｈ_２Ｏ）の分子構造の概念、図４（ｃ）には溶媒Ｂ（第１の溶媒）の一例であるアセトン[（ＣＨ_３）_２ＣＯ]の分子構造の概念を示してある。また、図５には溶媒及び活物質を表した本発明の発電システムを概念的に表した全体の構成、図６には起電力と溶媒Ｂの関係を表すグラフを示してある。

【0041】

図１に示すように、第１の活物質（活物質）であるヘキサシアノ鉄（II）酸イオン[Ｆｅ（ＣＮ）_６]^４-と溶媒Ａ（水（Ｈ_２Ｏ））及び溶媒Ｂ（アセトン[（ＣＨ_３）_２ＣＯ]）を混合した第１の溶媒が収容される第１槽１を備えている。また、第２の活物質（活物質）であるヘキサシアノ鉄（III）酸イオン[Ｆｅ（ＣＮ）_６]^３-と溶媒Ａ（水（Ｈ_２Ｏ））からなる第２の溶媒が収容される第２槽２を備えている。第１槽１と第２槽２は、例えば、固体電解質、ゲル状の電解質、多孔体等の仕切り部材で仕切られている。

【0042】

尚、第２の溶媒は溶媒Ａと溶媒Ｂとからなるが、溶媒Ｂはわずかであるため、以下、第２の溶媒は溶媒Ａからなると記載する。つまり、第１の溶媒は、第２の溶媒より多量の溶媒Ｂを含み、溶媒Ａと溶媒Ｂを混合したものとなっている。

【0043】

第１槽１には一方の電極として負極の電極（負電極）３が設けられ、第２槽２には他方の電極として正極の電極（正電極）４が設けられている。負電極３と正電極４は電力回路（外部回路）５に接続され、電力回路５には、第１槽１の第１の溶媒（溶媒Ａ+溶媒Ｂ）、及び、第２槽２の第２の溶媒（溶媒Ａ）の組成差により形成された電位差によって電流が流れる。

【0044】

尚、活物質である第１の活物質、第２の活物質は、同一の酸化還元対でも異なる酸化還元対でも適用することができる。また、第１槽１の電極と第２槽２の電極とでは、どちらが正電極（負電極）になるかは、活物質の種類、溶媒Ａ、溶媒Ｂの種類などにより異なる。

【0045】

ヘキサシアノ鉄（II）酸イオン[Ｆｅ（ＣＮ）_６]^４-またはヘキサシアノ鉄（III）酸イオン[Ｆｅ（ＣＮ）_６]^３-を有する、溶媒Ａ（水（Ｈ_２Ｏ））からなる第２の電解液（電解液Ｙ）の状況、即ち、溶媒Ａ（水（Ｈ_２Ｏ））からなる第２の溶媒に溶解したヘキサシアノ鉄（II）酸イオン[Ｆｅ（ＣＮ）_６]^４-またはヘキサシアノ鉄（III）酸イオン[Ｆｅ（ＣＮ）_６]^３-の溶媒和構造は、図３に示すようになっている。尚、図３に示した溶媒和構造はイメージであり、溶媒分子（水）の相互の位置関係、数、向きは任意の状態となる。

【0046】

尚、ヘキサシアノ鉄（II）酸イオン[Ｆｅ（ＣＮ）_６]^４-またはヘキサシアノ鉄（III）酸イオン[Ｆｅ（ＣＮ）_６]^３-の分子構造は図４（ａ）に示した通りであり、水（Ｈ_２Ｏ）の分子構造は図４（ｂ）に示した通りであり、アセトン[（ＣＨ_３）_２ＣＯ]の分子構造は図４（ｃ）に示した通りである。

【0047】

つまり、負の電荷を有するヘキサシアノ鉄酸イオン([Ｆｅ（ＣＮ）_６]^4-、[Ｆｅ（ＣＮ）_６]^3-は、電子受容性が強い水（Ｈ_２Ｏ）の分子と強く作用し、安定した溶媒和構造を形成する。

【0048】

ヘキサシアノ鉄（II）酸イオン[Ｆｅ（ＣＮ）_６]^４-またはヘキサシアノ鉄（III）酸イオン[Ｆｅ（ＣＮ）_６]^３-を有する、溶媒Ａ（水（Ｈ_２Ｏ））及び溶媒Ｂ（アセトン[（ＣＨ_３）_２ＣＯ]）を混合した第１の電解液（電解液Ｘ）の状況、即ち、溶媒Ａ（水（Ｈ_２Ｏ））及び溶媒Ｂ（アセトン[（ＣＨ_３）_２ＣＯ]）を混合した第１の溶媒に溶解したヘキサシアノ鉄（II）酸イオン[Ｆｅ（ＣＮ）_６]^４-またはヘキサシアノ鉄（III）酸イオン[Ｆｅ（ＣＮ）_６]^３-の溶媒和構造は、図２に示すようになっている。尚、図２に示した溶媒和構造はイメージであり、溶媒分子（水、アセトン）の相互の位置関係、数、向きは任意の状態となる。

【0049】

つまり、異なる溶媒の混合により、水（Ｈ_２Ｏ）の分子による安定な溶媒和構造が変化する。例えば、水（Ｈ_２Ｏ）よりも電子受容性が弱いアセトン[（ＣＨ_３）_２ＣＯ]を混合した場合、電荷量が大きいヘキサシアノ鉄（II）酸イオン([Ｆｅ（ＣＮ）_６]^４-が相対的に大きな影響を受けて不安定化する。

【0050】

図１、図５に示すように、第１槽１でヘキサシアノ鉄（II）酸イオン[Ｆｅ（ＣＮ）_６]^４-が酸化反応し、ヘキサシアノ鉄（III）酸イオン[Ｆｅ（ＣＮ）_６]^３-となる。第２槽２でヘキサシアノ鉄（III）酸イオン[Ｆｅ（ＣＮ）_６]^３-が還元反応し、ヘキサシアノ鉄（II）酸イオン[Ｆｅ（ＣＮ）_６]^４-となる。マイナスの電子（ｅ^-）が負電極３から正電極４に移動することで、電力回路５に電流が流れる。

【0051】

つまり、負電極３と正電極４の間で形成される電位差を用いて発電が行われる。組成が異なる第１の溶媒（溶媒Ａと溶媒Ｂの混合物）、及び、第２の溶媒（溶媒Ａ）を用いているので、溶媒の組成差により大きな電位差を形成させて、電力回路５で電力を生じさせることができる。

【0052】

図６に示すように、溶媒Ａ（水（Ｈ_２Ｏ））及び溶媒Ｂ（アセトン[（ＣＨ_３）_２ＣＯ]）を混合した電解液Ｘにおいて、溶媒Ｂ（アセトン[（ＣＨ_３）_２ＣＯ]）の物質量を多くすることで、起電力が高くなることが確認されている。したがって、溶媒Ｂ（アセトン[（ＣＨ_３）_２ＣＯ]）の量を適宜選定することで、任意の（所望の）起電力を生じさせることができる。

【0053】

このため、活物質（ヘキサシアノ鉄（II）酸イオン[Ｆｅ（ＣＮ）_６]^４-、ヘキサシアノ鉄（III）酸イオン[Ｆｅ（ＣＮ）_６]^３-）を有する第１の溶媒、第２の溶媒を管理することで、二酸化炭素の排出を無くして発電を維持することができる。上述した発電システムにより、電力の安定供給と二酸化炭素排出量の削減とを両立させることが可能になる。

【0054】

尚、第１の溶媒、第２の溶媒としては、水、エタノール、メタノール、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、アセトン、ピリジン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ヘキサメチルホスホルアミド、炭酸プロピレン、テトラヒドロフラン、N-メチル-２-ピロリドンの少なくとも一つを含むように選択することができる。

【0055】

また、第１の溶媒、第２の溶媒を構成する物質として、適宜、１ａｔｍで融点が２００℃以下の塩を用いることができる。

【0056】

図７に基づいて本発明の第１実施例を説明する。図７には本発明の第１実施例に係る発電システムの全体構成を示してある。尚、図１に示した発電システムと同一の構成部材には同一の符号を付してある。

【0057】

図７に示した発電システムは、第１槽１に溶媒と反応前の活物質からなる電解液Ｘが収容され、第２槽２に溶媒と反応前の活物質からなる電解液Ｙが収容されている。

【0058】

第１槽１には、第１タンク１１からポンプ１２を介して反応前の活物質を有する電解液Ｘが供給され、反応後の電解液Ｘは第１回収タンク１３に収容される。一方、第２槽２には、第２タンク１５からポンプ１６を介して反応前の活物質を有する電解液Ｙが供給され、反応後の電解液Ｙは第２回収タンク１７に収容される。図中の符号で１９は、第１タンク１１、第２タンク１５の内部の電解液の温度を検出する温度検出手段である。

【0059】

上述した実施例の発電システムでは、負電極３、正電極４で電極反応する活物質と第１の溶媒（電解液Ｘ）、活物質と第２の溶媒（電解液Ｙ）は、起電力が大きくなるように（所望の電位差が得られるように）適宜選定される。必ずしも、負電極３、正電極４の電極反応が同一の酸化還元対による逆反応でなくてもよい。

【0060】

図８、図９に基づいて本発明の第２実施例を説明する。図８には本発明の第２実施例に係る発電システムの全体構成、図９には電圧の経時変化を示してある。尚、図１に示した発電システムと同一の構成部材には同一の符号を付してある。図８に示した発電システムは、第１槽１、第２槽２に収容される電解液の溶媒は図１に示した発電システムと同一であり、活物質も図１に示した発電システムと同一である。

【0061】

図８に示すように、活物質であるヘキサシアノ鉄（II）酸イオン[Ｆｅ（ＣＮ）_６]^４-を有する溶媒Ａ（水（Ｈ_２Ｏ））及び溶媒Ｂ（アセトン[（ＣＨ_３）_２ＣＯ]）を混合した電解液Ｘが収容される第１槽１を備えている。また、活物質であるヘキサシアノ鉄（III）酸イオン[Ｆｅ（ＣＮ）_６]^３-を有する溶媒Ａ（水（Ｈ_２Ｏ））からなる電解液Ｙが収容される第２槽２を備えている。

【0062】

尚、活物質であるヘキサシアノ鉄（II）酸イオン[Ｆｅ（ＣＮ）_６]^４-、ヘキサシアノ鉄（III）酸イオン[Ｆｅ（ＣＮ）_６]^３-の全てが反応できないこともあるので、電解液Ｘには[Ｆｅ（ＣＮ）_６]^３-が一部含まれることもあり、電解液Ｙには[Ｆｅ（ＣＮ）_６]^４-が一部含まれることもある。また、後述する供給排出手段における溶媒Ｂの分離過程で、全ての溶媒Ｂを分離できないこともあるので、電解液Ｙには溶媒Ｂが一部含まれることもある。

【0063】

第１槽１には負極の電極（負電極）３が設けられ、第２槽２には正極の電極（正電極）４が設けられている。負電極３と正電極４は電力回路（外部回路）５に接続され、電力回路５には、第１槽１の第１の溶媒（溶媒Ａ＋溶媒Ｂ）、及び、第２槽２の第２の溶媒（溶媒Ａ）の組成差により生じる電位差によって電流が流れる。

【0064】

溶媒Ａ、及び、溶媒Ｂからなる電解液Ｘの活物質が電極反応を終えた後、第１槽１から電解液Ｘを抽出し、溶媒Ｂを分離する分離手段としての蒸発器２１が備えられている。蒸発器２１には、溶媒Ａ、及び、溶媒Ｂからなる電解液Ｘを加熱する高温熱交換器２２が設けられ、蒸発器２１では、高温熱源と熱交換される高温熱交換器２２の加熱により電解液Ｘから溶媒Ｂを蒸発させて溶媒Ｂが分離される（熱エネルギーを用いた手段）。蒸発器２１で溶媒Ｂが分離された電解液Ｘはポンプ２３により、電解液Ｙとして第２槽２に投入される（供給排出手段：第２の電解液再生手段）。

【0065】

図中の符号で、２４は蒸発器２１の流入側で電解液Ｘを加熱する熱交換器（高温熱源との熱交換器）、２５は蒸発器２１の流入側の電解液Ｘの温度を検出する温度検出手段、２６は第２槽２に投入される電解液Ｙの圧力を検出する圧力検出手段、２７は第２槽２に投入される電解液Ｙの温度を検出する温度検出手段である。

【0066】

蒸発器２１で分離された溶媒Ｂを凝縮する凝縮器３１が備えられ、凝縮器３１では、蒸発器２１で分離された溶媒Ｂが低温熱源の熱交換器３２で熱交換されて凝縮される。一方、第２槽２から反応後の電解液Ｙが排出された後に送られるミキサー３３が備えられ、ミキサー３３には凝縮器３１で凝縮された溶媒Ｂが送られる。ミキサー３３では、反応後の電解液Ｙと凝縮器３１で凝縮された溶媒Ｂが混合され（電解液Ｘとされ）、第１槽１に投入される（供給排出手段：第１の電解液再生手段）。

【0067】

蒸発器２１で分離された溶媒Ｂを凝縮器３１に送る流路３４には温度検出手段３５、圧力検出手段３６、リリーフ弁３７が設けられている。また、凝縮器３１には凝縮された溶媒Ｂの温度を検出する温度検出手段３８が設けられている。また、第２槽２から抽出された反応後の電解液Ｙは低温熱源の熱交換器３９で熱交換されてミキサー３３に送られる。凝縮器３１で凝縮された溶媒Ｂはポンプ４１でミキサー３３に送られ、第２槽２からの反応後の電解液Ｙと混合されてポンプ４２で第１槽１に送られる（供給排出手段）。

【0068】

図中の符号で４５はミキサー３３に送られる溶媒Ｂの圧力を検出する圧力検出手段、４６は溶媒Ｂの温度を検出する温度検出手段である。また、図中の符号で４７は第２槽２からミキサー３３に送られる反応後の電解液Ｙの温度を検出する温度検出手段である。また、図中の符号で４８はミキサー３３から第１槽１に送られる電解液Ｘ（溶媒Ａ＋溶媒Ｂ）の圧力を検出する圧力検出手段、４９は電解液Ｘ（溶媒Ａ＋溶媒Ｂ）の温度を検出する温度検出手段である。

【0069】

上記構成の発電システムでは、第１槽１でヘキサシアノ鉄（II）酸イオン[Ｆｅ（ＣＮ）_６]^４-が酸化反応し、ヘキサシアノ鉄（III）酸イオン[Ｆｅ（ＣＮ）_６]^３-となる。また、第２槽２でヘキサシアノ鉄（III）酸イオン[Ｆｅ（ＣＮ）_６]^３-が還元反応し、ヘキサシアノ鉄（II）酸イオン[Ｆｅ（ＣＮ）_６]^４-となる。マイナスの電子（ｅ^-）が第１槽１から第２槽２に移動することで、電力回路５に電流が流れる。

【0070】

つまり、正極と負極の反応は同一の酸化還元対（ヘキサシアノ鉄（II）酸イオン[Ｆｅ（ＣＮ）_６]^４-、ヘキサシアノ鉄（III）酸イオン[Ｆｅ（ＣＮ）_６]^３-）の逆反応であり、電極間の溶媒の組成差に起因する活物質－溶媒間相互作用の違いにより電位差が生じ、各々の電極において酸化もしくは還元反応が進行する。

【0071】

第１槽１から溶媒Ａ、及び、溶媒Ｂからなる反応後の電解液Ｘが抽出され、蒸発器２１で溶媒Ｂが分離される。蒸発器２１で溶媒Ｂが分離された電解液Ｘは、ポンプ２３により、電解液Ｙとして第２槽２に投入される（供給排出手段：第２の電解液再生手段）。

【0072】

第２槽２から反応後の電解液Ｙが抽出され、ミキサー３３に送られる。ミキサー３３には、蒸発器２１で蒸発されて凝縮器３１で凝縮された溶媒Ｂが送られ、ミキサー３３では、電解液Ｙと溶媒Ｂが混合されて電解液Ｘとされる。ミキサー３３からの電解液Ｘは第１槽１に送られる（供給排出手段：第１の電解液再生手段）。

【0073】

熱エネルギーを活用して、電極反応後の電解液Ｘから溶媒Ｂを気化・分離し、電解液Ｙとして第２槽２に送液し、電極反応後の電解液Ｙに混合することで、電解液Ｘとして第１槽１に再度送液される。

【0074】

このため、全体として化学物質の消費がなく、溶媒Ｂを気化できる高温熱交換器２２（高温熱源）、及び、凝縮できる熱交換器３２（低温熱源）を用いることで、熱機関と同じように動作させることができ、連続的に発電を実施することが可能になる。溶媒Ｂとして、比較的沸点が低い物質を用いることで、１００℃程度の熱源も上記高温熱源として利用することが可能となる。比較的沸点が低い物質として、例えば、アセトンが挙げられる。

【0075】

つまり、産業廃熱や地熱・温泉熱等、十分に有効利用できていない状態であった、１００℃以下程度の熱源の有効利用が飛躍的に進展することになる。また、発電を行う第１槽１、第２槽２、負電極３、正電極４を有する設備と、熱回収を行って電解液を再生・循環させる設備が分かれているため、設計の自由度が高く大型発電システムへの応用が容易に可能になる。また、溶媒Ｂの分離や再混合を終えた状態で、電解液を保管しておくことで、エネルギーの貯蔵を行うこともでき、要求に応じた発電量に制御することができる。

【0076】

上述した発電システムは、二酸化炭素の排出を無くして発電を維持することができ、電力の安定供給と二酸化炭素排出量の削減とを両立させることが可能になる。

【0077】

上記実施例では、第１の電解液再生手段、第２の電解液再生手段により、電解液が再生される。図９に基づいて、電解液を再生した時の電圧の経時変化の一例を説明する。図９に示すように、反応が進むにつれ電圧（Ｖ）が低下し、時刻ｔ１で電圧のしきい値Ｖ１に達する。電圧がしきい値Ｖ１に達した際に、反応後の電解液Ｘが蒸発器２１に送られると共に、反応後の電解液Ｙがミキサー３３に送られる。

【0078】

蒸発器２１で溶媒Ｂが分離されてミキサー３３に送られ、電解液Ｘ（溶媒Ａ＋溶媒Ｂ）が再生されて第１槽１に反応前の活物質を有する電解液Ｘが供給される（時刻ｔ１から時刻ｔ２）。蒸発器２１で溶媒Ｂが分離された後の溶媒Ａが、反応前の活物質を有する電解液Ｙとして第２槽２に供給される（時刻ｔ１から時刻ｔ２）。

【0079】

これにより、図９に示すように、時刻ｔ２で電圧が十分に回復し、時刻ｔ３まで所望の電圧（しきい値Ｖ１以上の起電力）が維持される。

【0080】

尚、図９では、反応に伴う放電の後に再生を実施した経時変化の一例を示したが、反応に伴う放電を実施しながら（放電と並行して）で、再生を実施することも可能である。

【0081】

図１０に基づいて本発明の第３実施例を説明する。図１０には本発明の第３実施例に係る電位差を用いた発電システムの全体構成を示してある。尚、図８に示した発電システムと同一の構成部材には同一の符号を付してある。

【0082】

図１０に示した発電システムは、図８に示した第２実施例の発電システムに対し、流路３４内（供給排出手段の閉じた流路）の圧力を調整する調圧部５２（内圧調整手段）を設けた構成となっている。

【0083】

図に示すように、リリーフ弁３７の上流側の流路３４には三方弁５１が設けられ、三方弁５１には流路３４内の圧力を調整する調圧部５２（内圧調整手段）が接続されている。調圧部５２は、例えば、シリンダ、ポンプ等が用いられ、流路３４内（溶媒Ｂ）を加圧、もしくは、減圧する機器が適用される。

【0084】

調圧部５２により流路３４の内部（溶媒Ｂ）が加圧、もしくは、減圧される。これにより、溶媒Ｂの沸点を調節することができ、高温熱交換器２２の熱源として、溶媒Ｂの調節後の沸点に対応する温度の熱源を適用することができる。また、高温熱交換器２２の熱源の温度に合わせて、溶媒Ｂの沸点を制御することができる。従って、広い範囲の熱源を有効利用することが可能になる。

【0085】

図１１に基づいて本発明の第４実施例を説明する。図１１には本発明の第４実施例に係る発電システムの全体構成を示してある。尚、図１に示した発電システムと同一の構成部材には同一の符号を付してある。図１１に示した発電システムは、第１槽１、第２槽２に収容される電解液の溶媒は図１に示した発電システムと同一であり、活物質も図１に示した発電システムと同一である。

【0086】

第４実施例は、第１の電解液再生手段、第２の電解液再生手段における溶媒Ｂの分離、溶媒Ｂの再混合は、機械的エネルギーを用いた手段により構成される。第４実施例は、第１槽１から排出された電解液Ｘを加圧すると共に分離手段（透過膜）を透過させて溶媒Ｂを分離し、溶媒Ｂが分離された後の電解液Ｙを第２槽２に（減圧して）供給する分離供給手段と、前記第２槽２から排出された電解液Ｙに対し分離手段を透過した低圧側の溶媒Ｂを再混合して第１槽１に供給する混合供給手段とを有している。

【0087】

図１１に示すように、溶媒Ａ及び溶媒Ｂを混合した電解液Ｘが収容される第１槽１を備えている。また、溶媒Ａからなる電解液Ｙが収容される第２槽２を備えている。第１槽１には負極の電極（負電極）３が設けられ、第２槽２には正極の電極（正電極）４が設けられている。負電極３と正電極４は電力回路（外部回路）５に接続され、電力回路５には、第１槽１の第１の溶媒（溶媒Ａ＋溶媒Ｂ）、及び、第２槽２の第２の溶媒（溶媒Ａ）の組成差により生じる電位差によって電流が流れる。

【0088】

溶媒Ａ、及び、溶媒Ｂからなる電解液Ｘの活物質が電極反応を終えた後、第１槽１から電解液Ｘを抽出し、溶媒Ｂを分離する分離手段が備えられている。分離手段は、機械的エネルギーを用いた手段であり、第１槽１から抽出された電解液Ｘを加圧する圧縮手段６１を備えている。圧縮手段６１は、風力・水力・波力・潮力などの再生可能エネルギーにより駆動される。

【0089】

圧縮された電解液Ｘは分離槽６２の高圧側の部屋６２ａに送られる。分離槽６２には、溶媒Ｂだけを透過する透過膜６３を介して低圧側の部屋６２ｂが備えられている。圧縮された電解液Ｘが高圧側の部屋６２ａに送られることで、溶媒Ｂだけが透過膜６３を透過し、溶媒Ｂが低圧側の部屋６２ｂに送られて分離される（分離供給手段）。

【0090】

高圧側の部屋６２ａの電解液（溶媒Ｂが分離された電解液：電解液Ｙ）は、減圧手段７０で減圧されてポンプ２３により、電解液Ｙとして第２槽２に投入される（供給排出手段：第２の電解液再生手段）。

【0091】

図中の符号で、６４は圧縮手段６１の流入側の電解液Ｘの温度を検出する温度検出手段、６５は圧縮手段６１の流入側の電解液Ｘの圧力を検出する圧力検出手段、６６は圧縮手段６１の流出側の電解液Ｘの温度を検出する温度検出手段、６７は圧縮手段６１の流出側の電解液Ｘの圧力を検出する圧力検出手段、６８はリリーフ弁である。

【0092】

低圧側の部屋６２ｂには、ポンプ６９を介して第２槽２から排出された電解液Ｙが供給され、透過膜６３を透過した溶媒Ｂが再混合される（混合供給手段）。溶媒Ｂが再混合されて電解液Ｘとされ、ポンプ４２で第１槽１に送られる（供給排出手段：第１の電解液再生手段）。

【0093】

図中の符号で、７１はポンプ６９の流出側の電解液Ｙの温度を検出する温度検出手段、７２はポンプ６９の流出側の電解液Ｙの圧力を検出する圧力検出手段である。

【0094】

また、図中の符号で、７５は反応後の電解液Ｘを貯留する貯留タンク、７６は反応後の電解液Ｙを貯留する貯留タンク、７７は再生後の電解液Ｘを貯留する貯留タンク、７８は再生後の電解液Ｙを貯留する貯留タンクである。

【0095】

貯留タンク７５、７６に反応後の電解液を貯留することで、再生可能エネルギーにより駆動される圧縮手段６１の出力変動に対して、分離槽６２に送る反応後の電解液の送給を調整することができる。また、貯留タンク７７、７８に再生後の電解液を貯留することで、電力需要の変動に応じた出力調整を行うことができる。

【0096】

第１槽１から溶媒Ａ、及び、溶媒Ｂからなる反応後の電解液Ｘが抽出され、圧縮手段６１で加圧されて分離槽６２に送られ、分離槽６２で溶媒Ｂが分離される。溶媒Ｂが分離された電解液Ｘは、減圧手段７０により減圧されて第２槽２に投入される。第２槽２から反応後の電解液Ｙが抽出され、分離槽６２の低圧側の部屋６２ｂに送られ溶媒Ｂに混合されて電解液Ｘとされ、電解液Ｘは第１槽１に送られる。機械的エネルギーを活用して、電極反応後の電解液Ｘから溶媒Ｂを分離し、溶媒Ｂを分離した電解液を電解液Ｙとして第２槽２に送液し、電極反応後の電解液Ｙに対し、分離された溶媒Ｂを混合することで、電解液は電解液Ｘとして第１槽１に再度送液される。

【0097】

このため、全体として化学物質の消費がなく、例えば、水力、風力、波力、潮力などの機械的な再生可能エネルギーを用いて、熱エネルギーを用いた場合と同じように、連続的に発電を実施することが可能になる。

【0098】

上述した発電システムは、二酸化炭素の排出を無くして発電を維持することができ、電力の安定供給と二酸化炭素排出量の削減とを両立させることが可能になる。

【産業上の利用可能性】

【0099】

本発明は、二酸化炭素を排出せずに電力の安定供給が可能な発電システム、発電方法の産業分野で利用することができる。

【符号の説明】

【0100】

１ 第１槽
２ 第２槽
３ 負電極
４ 正電極
５ 電力回路
１１ 第１タンク
１２、１６、２３、４１、４２、６９ ポンプ
１３ 第１回収タンク
１５ 第２タンク
１７ 第２回収タンク
１９、２５、２７、３５、３８、４６、４７、４９、６４、６６、７１ 温度検出手段
２１ 蒸発器
２２、２４ 高温熱交換器
３２、３９ 熱交換器
２６、３６、４５、４８、６５、６７、７２ 圧力検出手段
３１ 凝縮器
３３ ミキサー
３４ 流路
３７、６８ リリーフ弁
５１ 三方弁
５２ 調圧部
６１ 圧縮手段
６２ 分離槽
６３ 透過膜
７０ 減圧手段
７５、７６、７７、７８ 貯留タンク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】