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電気分解と燃料電池(2009.07.07)


●「水の電気分解」は電気エネルギーを化学エネルギーに変換する反応である。
●「燃料電池」  は化学エネルギーを電気エネルギーに変換する反応である。
●「水の電気分解」と「燃料電池」はちょうど逆の反応である。


[電気分解]
全体

2H2+O2     ← 2H2O+電気エネルギー

−極

2H2        ← 4H+4e

+極

2+4H+4e ← 2H2


[燃料電池]
全体

2H2+O2     → 2H2O+電気エネルギー

−極

2H2        → 4H+4e

+極

2+4H+4e → 2H2

図1 電気分解と燃料電池のしくみ


解説:
 水(電気を通しやすくするために水酸化ナトリウムなどを溶かしておく)に電気を通すと水は分解し、それぞれの電極に水素と酸素ができます。これが「水の電気分解」です。

  水素(2H2)+酸素(O2) ← 水(2H2O)+電気エネルギー

 逆に、電源をはずして、電極を繋ぐと、この分解された水素と酸素が化合し電気が生じます。これが「燃料電池」の原理で、ちょうど「水の電気分解」の逆の反応です。

  水素(2H2)+酸素(O2) → 水(2H2O)+電気エネルギー

 水素と酸素の化学エネルギーと電気エネルギーが互いに移り変わっているといえます。
江音留義(えね るぎ)博士の脱線話:
 「燃料電池」はこれからのエネルギー問題を解決する有力な手段の一つといわれておる重要なものじゃ。この原理を知っておくのは21世紀人として常識かもしれんのう。

 ところで、「燃料電池」は水素と酸素を使うが、酸素の方は空気中に沢山あるから良いとして、問題は水素の方じゃのう。この水素をどうやって作り、運ぶかというのが大きな問題なのじゃよ。

 そこで、ガソリンや都市ガス中の水素を使うとか、原子力で水素を作るとかいろいろ考えられておる。早く本格的に実用化されると良いのう。
関連ページ:
燃料電池
いろいろなエネルギー
化学変化とエネルギー
電子とイオン
いろいろな電池
水素エネルギー
関連サイト:
東京ガスなるほど!燃料電池
石油連盟燃料電池について
東京ガス株式会社なるほど!燃料電池
(社)日本ガス協会こどもガス教室燃料電池なぞ知りツアー燃料電池の館

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