図解まるわかり 電池のしくみ

30

 ダニエル電池、セパレータ、電気的中性の原理

1-9

次世代につながる電池の開発

ボルタ電池を改良したダニエル電池

1836 年にジョン・フレデリック・ダニエル（英）は、ボルタ電池の持

続時間が短いという欠点を改善し、世界で初めて実用的な化学電池となる

ダニエル電池を発明しました。

ダニエル電池の構造は、外側はガラス、内側は素焼きの二重の円筒容器

で構成され、ボルタ電池と同様に負極に亜鉛、正極に銅というものです

（図1-19）。電解液に負極側と正極側をそれぞれ硫酸亜鉛溶液、硫酸銅溶液

と異なる種類を使用したこと、これらの電解液を素焼きの容器のセパレータ

で分離させたことが大きく異なります。この素焼きの容器には多くの微小な

穴があり、溶液は通さずに電解液中のイオンは通すという特色があります。

素焼きのセパレータによる効果とは？

ダニエル電池の負極では、ボルタ電池と同じ反応が起こり、正極へ移動

した電子は、銅イオンと反応して、銅が析出します（図1-20）。

負極：Zn→Zn

2+

+2e

-

正極：Cu

2+

+2e

-

→Cu

このとき電解液に希硫酸を用いていないので、ボルタ電池のように水素

ガスが発生して分極が生じることもありません。しかしこれらの反応が進

むと、負極の電解液中で亜鉛イオンが過剰になり電解液が正電荷を、正極

側でも銅イオン濃度が低くなり電解液が負電荷を帯びて反応が終了します。

一方、電解液には電気的に中性を保とうとする働き（電気的中性の原理）

があり、セパレータ間を亜鉛イオンが正極側に移動、もしくは ...