水素ー酸素燃料電池(リン酸型、アルカリ型)

fuel-cell
リン酸型燃料電池}(起電力 約1.2V})} ($-$) H₂} $|$ {H₃PO₄aq $|$ O₂} (+) 負極} {H₂ 2H+ + 2e-} 正極} 12{O₂ + 2e- + 2H+ H₂O}  合体反応式 {H₂ + 12 O₂ H₂O}$  アルカリ型燃料電池}(起電力 約1.2V})} ($-$) H₂} $|$ {KOHaq $|$ O₂} (+) 負極} {H₂ + 2OH- 2H₂O + 2e-} 正極} 12{O₂ + 2e- + H₂O 2OH-}  合体反応式 {H₂ + 12 O₂ H₂O}$ 基本的な燃料電池には,\ 電解液が酸性のものと塩基性のものの2種類がある. いずれも\ {水素+酸素→水}\ というクリーンな電池である. 各極の半反応式はリン酸型のものをおさえておくと,\ アルカリ型の反応式は次のように作成できる. 塩基性下では{H+}が存在しないため,\ 両辺に{2OH-}を加えて{2H+}を消去し,\ H₂Oにする. 結局,\ {電解液が酸性なら正極側から,\ 塩基性なら負極側からH₂Oが出る.} 燃料電池は燃料の{燃焼反応で生じるエネルギーを直接電気エネルギーに変換できる}ため効率が良い. また,\ 1次電池とも2次電池とも異なり,\ {燃料を追加することで原理的には永久に使用できる}. その意味では電池というよりも発電機である. リン酸型は常温での反応に高価な{Pt}(白金)触媒を要するという欠点がある. また,\ アルカリ型の燃料には高い純度が求められる. 電解液の{KOH}が空気中のCO₂と次のように反応し,\ 電池を劣化させるからである. {CO₂ + KOH K2CO₃ + H₂O} (酸性酸化物+塩基塩+水)
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