昨日は、高齢化の厳しいお話でしたので今日は未来に希望がもてる実験をかきます。

かって運行していたスペースシャトルは燃料電池が3台搭載されていたようです。
燃料電池より発生する水はシャトル内で利用されていました。

燃料電池のいいところはエネルギー効率が高く、環境負荷が低いといわれています。
 
これまでのエネルギーの作り方の例としては、 

化学エネルギーをボイラーでまわして、熱エネルギーにして、タービンをまわして運動エネルギーによって発電機により発電されてきました。利用される割合が40%程度になります。

 

燃料電池は電気エネルギーは利用率は45%ですが、熱エネルギーを使うことで利用42%を加えて80%以上つかえるところがいいところとされています。例えば、コージェネレーションシステムとして発生した熱が利用できるようです。

排出されるものも水や間接的に二酸化炭素です。

環境負荷が低いといえますね。

燃料電池などは軍事用から民間用に転用された技術を利用されているのですが、科学と軍事は密接だけに教えるだけではなく道徳心もいるのだと思います。

水素を燃料にした場合は、水素を別で用意してやる必要があります。
今回は厳密には、燃料電池といえるかは分からないのですが教えていただいた方法を紹介します。
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準備物

炭素棒2本を電極に

純水

高分子給水ポリマー(パンパースの中身 ポリアクリル酸ナトリウム) 0.3g

水は100ml
200
mlのビーカー

V電池

リード線

電子メロディ




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高分子給水ポリマー0.3gを水100mlにいれてかきまぜます。
たったこれだけで、ゲルに(ゼリーのように)なります。
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30秒間電流を流します。

水が電気分解されて、炭素のまわりに水素と酸素がある状態にします。

その状態で電池を外します。
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電子メロディを接続すると電池として利用できます。(わかりにくいですが、電池は外れています。)

燃料電池は水の電気分解に似ていますね。


以下は理論です。

電解質を少しいれないと電気分解がされません。
しかし、吸水性ポリマーはナトリウムイオンなどがはじめからあります。このために、電解質がわりになっています。
このため水だけで電気分解ができます。
語句の整理として
電池のプラスがつながっているのが陽極・マイナス側につながっているのが陰極といいます。


陽極側は水が酸素と水素イオンと電子を放出しています。(正極)

陰極側では、水に電子を受け取って、水素と水酸化物イオンがでています(負極)

今回の実験は、厳密には燃料電池ではありません。

吸水性ポリマーは危険な電解質がなくてできるので楽といえます。
最後に 

ポリアクリル酸ナトリウムは紙おむつ2枚分で12人分ほどできます。

水100mlに対して0.3g程度でいける点もいいですね。

将来この分野で活躍する人が増えますように。 

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