「燃料電池」の実験

質問

小学３年生が自由研究で「燃料電池」の実験を行います。

・電気を流す➡水素と酸素に分かれる。
・水素と酸素を合わせる➡電気発生

以上を「小学３年生」でも理解できるように説明するにはどうしたらいいでしょうか？

詳しい方、お願い致します。

回答No.3

hiro_1116 · ベストアンサー

No.1です。

理科が好きな小学生なら下記の説明で何となく分かるかもしれません。
https://mizuiku.suntory.jp/kids/research/j3_1_2.html#contentsAnchor

お礼

ご回答いただき、ありがとうございました。

回答No.4

sknbsknb2

自由研究ということは、小学三年生の本人がそれをやると決めたのだと思うのですが、自由研究をする前に、理解させるために説明するというのは違うのではないかと思います。

自由研究は、テーマを自分で決め、それを自分の力で調べ実行することによって理解を深めることが最大の目的だと思うので。

回答No.2

kzr260v2

>>小学３年生が自由研究で「燃料電池」の実験を行います。
>>
>>・電気を流す➡水素と酸素に分かれる。
>>・水素と酸素を合わせる➡電気発生
>>
>>以上を「小学３年生」でも理解できるように説明するにはどうしたらいいでしょうか？

燃料電池の仕組みから考えると、小学3年生に向いた内容にするのは困難となるようです。
燃料電池自体は古くからありますが、実用化は最近の技術で、ざっくり説明としては【プロトン交換膜(Proton Exchange Membrane)】が結果的に燃料を反応させて発電しています。「ではプロトン交換膜とは？」となると思いますが、これに対しての説明はイオン交換膜の1種となります。当然「イオン交換膜とは？」となるでしょう。イオン交換膜については、今回でしたらH+(プロトン)というイオン化した水素を透過させる膜ということになります。小学3年生にプロトンやイオンを分かるように説明するには時間がかかると推測します。このような化学反応については、一般的には高校生までに学ぶ範囲となるようです。

なさりたいことは、少しずつ何段階にも分かれて学ぶことを一気に学ばせることに感じてしまいますが、「燃料電池 実験キット」で検索すれば、キット製品がヒットすると思います。プロトン交換膜を自作したりするものではありません。プロトン交換膜を使った発電モジュールが付属しているだけの製品ですが、数万円はするのと、やはり高校生以上が対象となっています。

燃料電池の概要を紹介する程度にとどめて、「燃料電池を小学3年生に理解」はあきらめるほうが現実的かもしれません。

※
文字を学ぶ際、ひらがなカタカナから始まり、少しずつ難しい漢字を学びます。少しずつ学ぶことは普通です。

※
ただ、今回のような科学や化学の技術学ぶことと、文字を学ぶことを比較すると、【世界中で、科学や化学の識字率は低め】となると思います。例えば、現代社会に交流による発電や送電は、なくてはならない物になっていますが、私を含めほとんどの人は「交流の仕組み」を知りません。私は、交流では必要に応じて変圧器により電圧を変化させて送電していることは知っています。変圧器の仕組みもなんなくは知っています。しかし「どうしてその構造で変圧されるのか」までは、しっくりときていないのです。
ちなみに交流の実験は、私の知ってる範囲では小中高のいずれもされてないです。

※
私は、論文を見る機会があったとしても、序章と結論くらいしか読めまないです。結論へと導くのための実験には、化学式や物理方程式や、統計学的な計算式が出てきますが、そこの部分を読み込める知識や技術が足りないからです。

※
私は個人的には「燃料電池を小学3年生に理解させる」を挑戦してほしいです。しかし学校教育現場の現実としては「小学3年生の3学期に習う予定の漢字を1学期で使ったら☓」ということも起こりがちです(☓にする先生は少ないとは思いますが)。これを考えると、燃料電池を【理解】する上で必須のイオンやプロトンや交換膜の仕組みを教えることは、漢字以上になかなかにハードルが高いと思いました。

自由研究なので、小学3年生自身に勝手に調べてもらい、勝手に学んでもらうのは構わないはずです。ただ、実験するのは不可能かもしれません。以下はプロトン交換膜を自作する内容のページですが、私はすんなり理解はできなかったですし、こまかな器材が沢山必要になる印象です。そもそも内容に危険物が含まれているか、それとも含まれていないのかさえ分かりません。
https://patents.google.com/patent/JP5168758B2
上記を作成できるレベルの研究者なら、小学3年生向け調整することもできるかもしれませんが、常に研究費が減らされたり研究費が凍結されないよう、結果を出すために日々忙しいと思います。遠回りではありますが、日本政府に研究費や教育費の増額、教員の増員などなど、積極財政してもらうと、環境が変わるかもしれません。

以上、参考にならなかったらごめんなさい。

回答No.1

hiro_1116

どんな実験をやるのか説明してくれないと、どんな説明をしたら良いのか分かりませんよ。

補足

https://www.kepco.co.jp/brand/for_kids/ecolabo/01.html

☆以上の実験です。