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地球温暖化問題を解決する?!燃料電池
進む地球地球温暖化

私たちは、今「地球温暖化」の問題に直面しています。その原因は石油や石炭といった化石燃料を消費することで発生する二酸化炭素などの温室効果ガスです。こうしたなかで求められているのが、温室効果ガスを排出しない新しいエネルギーの開発です。なかでも注目されているのが「燃料電池」です。燃料電池は、「水素」と「酸素」を原料に、化学反応によって電気エネルギーを生み出します。しかも、発電したあとに排出されるのは水だけです。地球温暖化の原因となる二酸化炭素が排出されないことから、クリーンなエネルギーとして注目されているのです。

燃料電池のしくみ イラスト:水の電気分解のしくみ

では、燃料電池はどのようにして電気をつくることができるのでしょうか?

その原理は水の電気分解の逆なのです。まず、水の電気分解について説明しましょう。

水は水素と酸素がくっついた粒でできています。水は電気を通しにくい性質を持っていますが、電解質を入れて、電気を流すと、水は水素と酸素に分解します。これが水の電気分解です。

イラスト:水の電気分解の原理(電気を流すと→水素と酸素ができる)
「水」+「電気」→「酸素」+「水素」

燃料電池はこの逆のしくみを利用した発電装置です。水素と酸素がくっついて水になるとき、電気と熱が発生します。つまり、燃料電池は水素と酸素を水にもどすことで発生する電気をためているのです。

イラスト:燃料電池の原理(水素と酸素がくっつくときに→電気と熱が発生する)
「水素」+「酸素」→「水」+「電気」
イラスト:燃料電池のしくみ

くわしく見てみましょう。

送り込まれた水素分子は負極上で水素イオンと電子に分かれます。電子は導線を伝わって、水素イオンは電解質中を移動して、正極までいきます。正極では、導線を移動してきた電子と電解質中を移動してきた水素イオンと送り込まれてきた酸素が結合して水になります。

燃料電池の優れたところは?

燃料電池がすぐれたところは、二酸化炭素を出さない点だけではありません。

● 長く使える
水素と酸素を送り続ければ、いつまでも発電することができます。

● 発電効率がよい
会社や工場、病院、家庭、自動車など電気を必要とする場所で発電できるので、送電することによって失う電力があまりありません。

● 排熱も利用できる
発電するときにできる熱もエネルギーとして利用することができます。

● 静か
エンジンやタービンがないので、騒音や振動が起きません。

このように様々な理由から燃料電池が期待されており、企業や研究所で実用化と普及に向けた研究・開発が進められています。国も燃料電池を新エネルギーのひとつと位置づけ、支援を行っています。

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