図解まるわかり 電池のしくみ

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 水素ガス気泡、分極、酸化銅（Ⅰ）

世界初の化学電池が

実用化されなかった理由

1-8

ボルタ電池の最大の欠点

世界初の化学電池として誕生したボルタ電池でしたが、実用化されませ

んでした。その原因は、ボルタ電池の最大の欠点である、反応の持続時間

が短く、すぐに電流が流れなくなることにあります。電流が流れると、正

極の銅板の表面を水素ガスの気泡が覆うようになり、反応を阻害するため

（＝分極）と従来の高校の教科書では説明されてきました。

電流が流れなくなる理由

しかし実際に実証実験を行うと、正極だけでなく、負極の亜鉛板も希硫酸

に溶けて水素ガスを発生しています（図1-17）。

負極での水素ガスの発生により、正極に流れるはずの電子を消費するこ

とになるので、それだけボルタ電池の電流は少なくなります。また正極と

同様に、負極の亜鉛板の表面が水素ガスの気泡に覆われると、反応が阻害

されて分極が起こります（図1-18）。

実際の正極の反応とは？

一方の正極の銅板の表面は、実際には空気中ですぐに酸化されて（＝さ

びて）、酸化銅（Ⅰ）となっており、負極からの電子を受け取って、次の

ような還元反応で電流は流れます。

Cu

2

O+2H

+

+2e

-

→2Cu+H

2

O

このように実際にボルタ電池の実証実験を行うと、非常に小さな電流し

か流れず、しかも両極で水素ガス発生により分極し、正極の反応も異なる

ことから、近年は高校の教科書では触れないことになりました。

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水素ガスによる分極

図1-18

H

2

SO

4

水素ガスの気泡が反応を阻害 ...