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東北電力

 

webマガジン電気と化学のひろば'11春号

わくわく科学実験

燃料(ねんりょう)電池を作ろう

備長炭(びんちょうたん)を使って、燃料電池を作ってみよう。

用意するもの
(1) プラスチック製(せい)の容器(ようき)または水そう
(2) 備長炭 2本(長さ約10cm)
(3) アルミホイル
(4) 輪ゴム 2本
(5) リード線 2本
(6) 単三アルカリかん電池 2個(こ)
(7) 電池ボックス(単三用)
(8) LED(発光ダイオード)※低輝度(ていきど)のもの 1個
(9) セロハンテープ
(10) わりばし 1ぜん
(11) 目玉クリップ(小さいサイズ) 2つ
(12) 水 400ml
(13) ペットボトル 500mlのもの1個(こ)
(14) 重そう(炭酸水素<たんさんすいそ>ナトリウム) 30g
(15) はさみ

作り方
1

アルミホイルを約4cm×約20cmの長方形に切る。これを2枚(まい)用意する。

2

図のように備長炭のはしにアルミホイルを巻(ま)いて、先を1cmくらいねじる。同じものを2本用意する。

3

図のように備長炭を輪ゴムを使って、わりばしに固定する。2本の備長炭がくっつかないようにし、容器に設置(せっち)する。

(1)備長炭に輪ゴムを通す。
(2)備長炭をわりばしではさんだら、備長炭に輪ゴムをひっかける。

4

ペットボトルに重そうと水を入れ、ふたをしてよくふって重そうをとかす。

5

容器に、重そう水を入れる。このとき、備長炭のアルミホイルが水につかないように注意する。

6

リード線の片方(かたほう)のはしに目玉クリップをつける。同じものを2本つくる。クリップをつけなかった方のリード線のはしを、備長炭に巻いたアルミホイルに巻きつける。クリップを電池ボックスのプラス、もう一本のクリップをマイナスにつないで、電池ボックスにかん電池を入れる。

7

しばらくすると、備長炭からあわが出てくるので、30分くらいそのままにしておく。

8

30分後、電池ボックスにつないだクリップを外して、LEDをつなぐと、LEDがつく。

※LEDにつなぐときは、電池ボックスのプラス極につないでいたクリップをLEDの長いあしへ、電池ボックスのマイナス極につないでいたクリップをLEDの短いあしにつなごう。LEDではなく、電子オルゴールをつないでもいいよ。

どうしてLEDが点灯したの?

水は、水素(すいそ)と酸素(さんそ)が結びついてできている。水に電気を流すと、水が水素と酸素に分かれる。これを電気分解(ぶんかい)と言う。
水は記号ではH2Oと書き、Hは水素、Oは酸素のことだよ。

重そうをとかした水に入れた備長炭にかん電池をつなぐと、電気分解が起こり、マイナス極(きょく)につないだ備長炭には水素が、プラス極につないだ備長炭には酸素が発生する。水の記号はH2Oなので、水素が2個、酸素が1個でできている。だから、マイナス極の水素が酸素の2倍出てくるよ。出てきた水素や酸素は、備長炭にたくわえられる。目には見えないけれど、備長炭にはとても小さな穴(あな)がたくさん空いているので、水素や酸素をたくわえることができるんだ。

図1 かん電池をつなげて、電気をたくわえるとき:水+電気→水素+酸素
LEDをつなぐと、今度は電気分解とは反対に、備長炭にたくわえられた 水素と酸素から、電気が生まれる。 LEDをつなげて、電気を生み出すとき:水素+酸素→水+電気

燃料電池は、水素と酸素を結びつけて、電気を生み出す方法だ。効率(こうりつ)よく電気を生み出すことができ、地球温暖化(ちきゅうおんだんか)の原因(げんいん)の一つと考えられているCO2(二酸化炭素<にさんかたんそ>)を出さないので、クリーンな発電方法として期待されている。

写真:久保政喜
イラスト:鳥飼規世

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