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燃料極、空気極、カチオン交換型
5-2
水を電気で分解する
水を電気で分解する準備
水はあまり電気を通さないので、水の電気分解ではあらかじめ水酸化ナ
トリウムなどの電解質を溶かしておきます。水の電気分解の反応は、次の
ようになります。
正極から電子が引き抜かれて(酸化)、水素イオンと酸素に分解されま
す。水素イオンは負極に引き寄せられ、電子が押し込められ(還元)、水
素になります(図5-4)。そして、反応全体では水が水素と酸素に分解す
ることがわかります。
水素イオンが電解質を移動
次にこの状態で電源の代わりに豆電球をつなぎます。このとき水素と酸
素の間に触媒を作用させると、これまでと逆の反応が起こり、電流が流れ
ます。触媒には、酸性の電解質に対して耐食性のある白金(プラチナ)を
用います。燃料電池の放電反応は、次のようになります。
負極では、水素から電子が放出され(酸化)、水素イオンとなります。
水素イオンは、電解質中を移動し、正極の酸素と導線を移動してきた電子
と反応して(還元)、水となります。水素イオンが電解質中を移動する燃
料電池をカチオン交換型と呼び、反応全体は図5-5 のようになります。
燃料電池とは、水素イオンと電子の流れから電気を取り出したものであ
り、すべての燃料電池が放電時に、同じ反応を起こします。
また、燃料電池では、負極を燃料極、正極を空気(酸素)極と呼び、電
解質を燃料極と空気極ではさんだ構造で、燃料極に水素、空気極に酸素を
送り込むと、水が生成して、電気が流れます。
酸素は空気中の酸素を利用しますが、水素を供給する方法が、燃料電池 ...