II.

燃料電池の化学反応

燃料電池は陽極と陰極とで化学反応をおこなわせるもので、陰極には水素、ヒドラジン、天然ガス、ナフサ、メタノール(→ アルコール)などの燃料が使用され、陽極の酸化剤としては空気、または酸素が使用される。燃料電池の2つの電極は、イオンを伝導する電解質をはさんでむきあっており、陽極と陰極を電気回路でつなぐと、電流がながれるようになる。水酸化アルカリ金属、たとえば水酸化カリウムの水溶液を電解質にもちいたアルカリ型燃料電池の陰極では、

2H2 + 4OH- → 4H2O + 4e-

の反応がおき、

O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-

の反応が陽極でおこる。陰極で生成した電子は、電気回路をとおって陽極へ移動し、陽極で生成した水酸化物イオンOH^-(→ 酸化物)は、電解質の中をとおって陰極に移動する。陰極では、水酸化物イオンと水素との反応で水が生成する。この燃料電池の電圧は約1.2Vだが、回路の電気抵抗が大きくなれば電圧は減少する。