• ベストアンサー

燃料電池の電解質はなぜ膜状がよいの?

燃料電池の電解質には液状よりも膜状の方がよいと聞いたことがあります。 なぜ膜状の方がよいのでしょうか? 液状の方が形成性や電極の接触性なども高いような気がしてなりません。 また膜よりもガスクロスオーバーの危険性も低いように思えます。 液状だと漏れてしまうということも考えられますが、漏れない以外に膜状の利点は何があるのでしょうか?

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • DexMachina
  • ベストアンサー率73% (1287/1744)
回答No.1

monachiさんが言われる通り、液漏れは大きな問題だと思います。 その上で、更に膜状の利点として考えられることとして、集積化が比較的容易なことが挙げられると思います。 単位体積当たりの発電効率を上げるためには、当然、集積化が重要になるはずです。 その場合、液では成形にかなり制約がつきますが(例えば電極が「縦型横並び」にしろ「横型重層」にしろ、上下での電解質層の厚さの均一性の確保が問題となるはず)、電解質を膜状化(固形化)させておけばその制約を回避できます。 このこともあって、「膜状の方がよい」という評価があるのではないでしょうか。

monachi
質問者

お礼

レス遅れて申し訳ありません。 液漏れはやはりそれ自体が大きな問題なのですね。 集積化・・・なるほど、より実用面での課題が出てくるわけですね。具体的で分かりやすいご指摘ありがとうございました。

全文を見る
すると、全ての回答が全文表示されます。

関連するQ&A

  • 燃料電池の電解質抵抗とは何を指すのでしょうか?

    固体酸化物型燃料電池SOFCの内部(カソード-アノード極間)インピーダンスを簡易な デジタルマルチメータにより測定した結果,約1KΩの抵抗が計測されました。 この抵抗値には,両電極のオーム抵抗は勿論,電解質抵抗も含まれておりますが, 電解質抵抗とは,電解質の電気伝導性に反比例する形で出てくるもので間違いないでしょうか? それとも,電解質抵抗とは電解質のイオン導電性に反比例する形で出てくるものなのでしょうか? 燃料電池の性能を向上させるには,電解質の電気伝導性を出来る限り低くする一方で イオン導電性を高くすることが重要だと理解しております。それゆえ,オーム損失として 重要となってくるのは電解質のイオン導電性だと思うのですが,測定抵抗値として表示 されるのは電気伝導性に反比例したものであるのが妥当な気もします。 下手な説明で恐縮ですが,返答お待ちしております。

  • Nafionが固体高分子型燃料電池の電解質膜に使われる理由

    固体高分子型燃料電池の電解質膜には一般的にNafionが使用されているみたいですが、なぜNafionが最も利用されているのでしょうか。 電極上でH2→2H+ + 2e- という反応が生じ、プロトンが膜中を移動していきますが、正直膜中に水分が含まれてさえいれば、別にNafionじゃなくてもいいような気がするのですが。 やはりNafion側鎖のスルホン酸基によって水を保持しやすかったり、クラスター構造をつくるからなのでしょうか。または膜の強度的な問題なのでしょうか。

  • 固体電解質形燃料電池について

    固体電解質形燃料電池について質問です。 現在の電解質の酸化物はどのようなものでしょうか? 安定化ジルコニア、セリアなどでしょうか? また、研究している企業などを知っている方がいましたら 教えてください。 宜しくお願いいたします。

  • 燃料電池や太陽電池を扱う学会

    燃料電池や太陽電池の構造、発電効率、構成材料、電解質膜、発電方式などについて 議論している学会はどこになるのでしょうか?

  • 燃料電池について

    燃料電池はメタンから水素を作ってというメタン燃料電池が多いと思いますが、 水素直接つかったら、早いんじゃないでしょうか?水素は嫌気発酵で十分生成すると思うのですが、水素直接利用において危険という以外にデメリットがあるのでしょうか。

  • 燃料電池の燃料純度

    燃料電池って燃料極側で水素を取り込み電子とプロトンに分かれ、空気極側では酸素を取り入れ、膜を通過したプロトン、電子と結合して、水を排出しますよね。 このとき、水素を取り入れる過程で水素以外のさまざまな気体を取り入れてしまっても燃料電池としては問題ないのでしょうか? 水素だけ膜に反応してあとは、外へ排出すると思うのですが。 また、空気極側で酸素を取り入れるときには酸素のほかに窒素や二酸化炭素も同時に取り入れてしまうと思うのですがこれは大丈夫なのでしょうか? さまざまな燃料電池があるのですが、最近注目の固体高分子形に限定してお聞きしたいのですがよろしくお願いします。

  • 燃料電池をつくりたい!!

    燃料電池って,なんとか,工夫して自分で作れないでしょうか? 願わくば,メタノールから。勿論,それ以外でもお願いします。 なお,下記の実験はやったことがありますので,それ以外の方法を探しています。 炭素棒と電解質を溶かして水に電気を流して,炭素の周りにくっ付いた水素ー酸素を消費するという以外の方法の実験を探しています。

  • バイオ燃料電池  体内埋め込みを目的とした場合、直接でつなぐことは可能でしょうか

    こんにちは、グルコースを燃料として酸化して電力を得るバイオ燃料電池の研究があることを知りました。体の中に埋め込んで、埋め込み装置の電力源にすることが一つの応用ということのようなのですが、ひとつ質問があります。埋め込んだバイオ燃料電池の電極は、すべて同じ電解質(体液)に浸かっている訳ですよね。すると、1セルの電圧を超える電圧にしたい場合(電圧を上げたい場合)、どうするのでしょうか。乾電池の場合は直列にすると思うのですが、バイオ燃料電池の場合、同じ電解質に浸かっているので、難しいのではないでしょうか。何か根本的に間違っているのではと不安ですが、その場合でもご指摘いただければと思います。 どうぞよろしくお願いします。

  • 燃料電池の実験について

    学校で水酸化カリウムを電解液として、燃料電池の実験をしているのですが、二十分間連続して通電して充電するより、1分間隔で2分30分ずつ8回にわけて計20分間充電する方が、燃料電池の起電力が上がるのですが、どういう理由でこうなるのでしょうか。考えてみましたが、よくわからないので教えてください。

  • 燃料電池の問題

    《問題文》電解液に水素イオン源としてリン酸水溶液を用い、十分量の酸素と水素が白金触媒をつけた多孔質電極を隔てて、電解液と接触している。ファラデー定数を「9,65×10^4 [C/mol]」として、次の問いに答えよ。(3)この燃料電池で水素1molが反応して得られる電気エネルギーはいくら([J/mol])か?《問題文終わり》 (1)(2)までは解けて、H2(水素)のmolは「1,86×10^(-2)」、この電池を5分間使用した際の電気エネルギーが「3,6×10^3 [J]」とまで出ました。でも、その次の回答が、 ((1)式とおきます →)「3,6×10^3 [J] / 1,86×10^(-2)」と計算しています。これが不思議なんです。 この電気エネルギー「3,6×10^3 [J]」って電池全体の値じゃないですか? この反応には水素、水、酸素、電子などが関わっていますよね。 つまり、これら個々の出す電気エネルギーはそれぞれ異なるのではないでしょうか? だから、単純に(1)式のように水素、水、酸素、電子などの電気エネルギーをひっくるめたものを、H2のmolで割ってはいけないのではないのでしょうか?? これって求めたい単位がこれ→[J/mol]だから単純に割ってるだけなのでしょうか? 解説が適当に流してあってよく分かりません。何を言っているのか分からないかもしれませんが、宜しくお願いします。