今回のテーマは、「燃料電池の仕組み」です。

みなさんは、燃料電池というものを知っていますか？
昔は車といえば、ガソリンで動くものばかりでした。
しかし、近頃はガソリンを使わないエコな車が増えてきています。
そんな車に使われているのが、 燃料電池 というものです。
この車は、水素と酸素を反応させることで電気を生み出し、その電気を利用してモーターを動かしているわけです。
今回は、この 燃料電池の仕組み を詳しく見ていきます。

それでは、次の図を使って、燃料電池の仕組みを理解しましょう。

電流が流れる前の最初の状態を確認します。
図の燃料電池は、２つの電極によって区切られています。
「白金触媒をつけた多孔質の電極」とありますね。
これは少し難しいかもしれませんが、要するに、「電流を通し、小さな穴が空いている」ということです。

左の電極が負極。右の電極が正極を表しています。
また、正極と負極が導線でつながれ、そこに豆電球がついています。

次に、燃料電池の左の部屋には 水素分子 が流れ込んでいます。
それに対して、右の部屋には 酸素分子 が流れ込んでいます。
そして、真ん中の部屋には、電解液として リン酸 が入っていますね。

さぁ、この燃料電池においては、どのような反応が進行するのでしょうか？

まずは、負極に注目しましょう。
左の部屋にある水素分子は水素イオンに変化し、真ん中の部屋に流れ込みます。
このときに電子を放出するため、その電子が導線を通って、正極に流れ込みます。

正極に電子が達すると、真ん中の部屋の水素イオンが近くに寄っていきます。
そこに、右側の部屋の酸素が反応すると、 水 ができます。
このようなサイクルで、電流を取り出しているわけですね。

簡単に表すと、次のようなイメージです。
　 水素＋酸素⇒水＋電気エネルギー

最後に、燃料電池の仕組みを 電池式 で表すと、次のようになります。
　 (-)Pt・H₂|H₃PO₄aq|O₂・Pt(+)

燃料電池の仕組みをきちんと理解しましょう。