図解まるわかり 電池のしくみ

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排熱を有効利用できる燃料電池

 リン酸形燃料電池、被毒作用、改質処理

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再び酸性の電解質に注目

アルカリ形燃料電池の課題が、燃料に二酸化炭素が含まれると電解質と

反応することでした。この課題解決のため、再び酸性の電解質に注目し、

リン酸を用いたのがリン酸形燃料電池（PAFC）です。

リン酸形燃料電池の開発は、1970 年代に天然ガスの用途拡大を目的に

アメリカで始まり、日本では1998 年から商品化が始まりました。

触媒はやはり白金

リン酸形燃料電池の電解質は酸性ですから、水素イオンが電解質中を移

動するカチオン交換型となり、反応式も次のように同じです（図5-14）。

燃料極：H

2

→2e



+2H

＋

空気極：4H

＋

+O

2

+4e



→2H

2

O

反応全体：2H

2

+O

2

→2H

2

O

セルの電池構造は、電解質のリン酸を浸した電解質膜を、燃料極と空気

極ではさんだものです（図5-15）。実際には高い電圧を得るために、この

セルをいくつかつなげて使用します。また酸性の電解質なので金属ではな

く、表面に触媒が塗られた、多孔質のカーボンを用います。

ここで使用する触媒ですが、リン酸は硫酸よりは腐食性が少ないのです

が、やはり高価な白金となります。白金は一酸化炭素によって触媒機能が

急速に衰える被毒作用があるので、燃料に天然ガスなどを使用する場合

は、改質処理が必要です。

運転温度は、液体電解質を使う燃料電池の中で最高の約200度ですが、

排熱を有効利用できるので、病院、ホテル、防災用などで活躍中です。 ...