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自然とともに生きる5

燃料電池を作ってみよう

森竹高裕



 前回の授業では、燃料電池自動車の試乗をした。外見は普通の車と全く変わらないため、その仕組みについては、今ひとつ分からなかった。そこでもう少し燃料電池の仕組みについて学ぶことにした。まず模型の燃料電池自動車を用意した。

模型の燃料電池を動かしてみよう。

 燃料電池自動車キット(大同メタル工業0568−61−5291)という模型を用意した。この模型は水素ガスを使ってモーターを動かし、実際に走ることができる。水素ガス1本で3回動かすことができた。興味のある子が寄ってきて、燃料電池の心臓部(セル)をあれこれと観察していた。このセルという部分に白金などの希少金属が使われるため、高価なものになるそうだ

 次に燃料電池の仕組みついて簡単に説明をした。水素と酸素からエネルギーと水ができることから燃焼(爆発)を思い浮かべるのだが、原理はそうではなく、水素を陽子と電子にわけ、取り出した電子でモーターを動かす。使われた電子が戻ってきたときに、酸素と合わさって水ができる。


 こうして仕組みについて理解を深めたと、燃料電池づくりに挑戦した。

身近な材料を使って燃料電池を作ってみよう。

 実験室では電気分解の逆をすることで確かめることができる。手順は

 1.乾電池を使って水素を電気分解し、水素イオンと電子を発生させる。

 2.乾電池(9V)を発光ダイオードと変える。

 3.燃料電池となって発光ダイオードが光る。

 1.5ボルトでは電圧が弱いので、4.5V〜6Vにつなげると、鉛筆の芯のところからたくさんの泡がブクブクと湧き上がってくるのが確認できた。2〜3分たって電池をはずして取り替えてみると、発光ダイオードが光り、電子ブザーが鳴った。こうした変化に「おおっ」という声があがった。

実験をして気づいたこと・思ったこと

水素を作ると泡がたくさん出ていた。二酸化炭素がなくても車が動く。だから環境にいいし空気を汚さないからすごいなと思った。泡の力だけで発光ダイオードがついたからすごい力だなと思った。

最初やったときは、本当にこれだけで電気はつくのかなと思いました。でも実際にやってみると、鉛筆の芯から少しだけ泡が出てきました。そして電気につけてみると、かすかだけれどつきました。すごくびっくりしました。車を走らせるのは水素がどれくらい必要なのかなあと思いました。

今まで水素で電気が起きるのがなぜだろうと思っていたけれど、どうして電気が起きるのかわかりました。水素の中から電気を起こさせるものだけを取り出すなんてすごいなと思いました。燃料電池は使っても水しか出ないので、これからそういうものがもっと増えて、自然環境が壊れないようになったらいいなぁと思います。


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