燃料電池の製作 問題

質問

現在、高校でアルカリ形燃料電池（AFC）を作っています。電解質には水酸化カリウム（KOH）水溶液を、電極に鉄電極を用いて実験を行っています。しかし実験途中で以下のような問題が発生し、メンバーで議論を重ねましたが、なかなかよい解決策が見つかりません。

(1)供給する水素の圧力がうまく調節できず、無駄に使ってしまう。
(2)正極、負極が決まってくるが、なぜ決まるのかがわからない。
(3)持続時間が短い（10秒前後）

これらの問題を解決するにはどうすればよいのでしょうか。

回答No.2

Ligandable · ベストアンサー

専門外ですが気づいた点を列挙すると，
＠　ゴムシートは不要です。気流を遮ります
＠　水素側へ，水素を貯める空間を作ると，供給が安定します。
　別に常時供給しなくても，300ccも空間があれば，2時間以上
　モータの回転がもつでしょう。
＠　電極とろ紙の接する面が少なく，たとえ起電しても効率よく
　電子を集められません。
＠　ろ紙に電解液がしみこんでいると思いますが，実際水素や
　酸素が反応するのは電極です。この図ではろ紙が水素や酸素が
　電極に接することを遮っています。
　電極でろ紙を挟み込む形がよいでしょう。
＠　電極に金属網を使えば電極の通気性は良くなります。
＠　空気側は解放しても構いません　　ではでは

お礼

ご丁寧な解説、ありがとうございます。多少不足していた部分がありましたので、回答番号：No.1の方のところに補足をさせていただきました。

ところで、水素300ccで2時間以上発電が出来るということですが、その場合起電力はどのくらいになるのでしょうか？

回答No.1

toshiz00

高校でこのような実験するなんてうらやましいです。。
実際にやっていませんが、

（１）については操作のミスですか？それとも反応が遅いからでしょうか？
（２）について電解液に水酸化カリウム（KOH）溶液を用いるので、水素や酸素に二酸化炭素が混入すると、電解液が反応して炭酸カリウムになってしまい、性能が低下するためである。
（３）については電解液を変えること、あるいは影響する因子を取り除くような構造を作る。まあ、他の燃料電池を考えるのが1番だと僕は思います。

お礼

ご回答有難うございます。質問に不足していたところがあったので、補足をさせていただきました。

補足

(1)についてですが、水素供給口に直接水素ボンベを接続して水素を注入する方法をとっていました。改めて思うと、はじめにもっとうまい方法を考えればよかったと思います。

ゴムシートの役割は「側面からの気体の漏れを防ぐ」「ろ紙を押さえつける」といったもので、ゴムシートの真ん中にはろ紙より少し小さめの穴が開いています。