大学教育の質の保証・向上ならびに 電子化及びオープンアクセスの推進の観点から 学校教育法第百十三条に基づき、 教育研究活動の状況を公表しています。
第百十三条 大学は、教育研究の成果の普及及び活用の促進に資するため、その教育研究活動の状況を公表するものとする。
A.なし
A.亜鉛金属は毒性がほとんどなく、また採掘が比較的容易な元素であることから環境負荷が低い蓄電池が構築可能であると考えられる。加えて、亜鉛金属はアルカリ溶液中 (pH = 14) で酸化還元電位が低いものの,水素過電圧が高く、水溶液中で水素発生をともなわない析出(充電)が可能であるという負極金属として有利な特徴を有している。 酸化金属を正極活物質とし,亜鉛負極,アルカリ電解液を用いる電池は,高エネルギー密度かつ高出力を特徴としているため。
A.1780年にイタリアで、カエルの足の神経に2種類の金属を触れさせると電気が流れることを発見したのが電池の原理の始まりといわれる。1800年にボルタが銅と亜鉛を電解液に付けた化学電池の原型、ボルタ電池を発明した。その後、1868年にはフランス人のルクランシェが「ルクランシェ電池」を発明した。これは現在の乾電池の母体になるものであった。しかし、塩化アンモニウム溶液がこぼれたりして不便なところもあった。1888年にドイツ人のガスナーが液がこぼれない電池を発明した。水分があってもこぼれないことから「乾いた電池」と呼ばれている。 1885年には日本でも屋井先蔵が独自の乾電池を発明している。 出席ボタンを押すことを忘れていました。
A.電池の始まり はじめて電池を作ったのはボルタという人でどうと亜鉛を食塩水につけるという簡単なものだったが水中の水素イオンが電子の授受を邪魔する分極が起こってしまって起電力が大幅に下がってしまった。これを解決したのがダニエル電池でここから実用的な電池の歴史が始まった。
A.アルカリ乾電池に使われる水酸化カリウムは、その濃度を高めることができ、溶液抵抗を下げることができる。 よって化学エネルギーから電気エネルギーへ変換ロスをできるだけ小さくしたいという技術者の考えがあった。 また鉛、酸亜鉛、硫酸鉛を使った鉛電池は、全て固体なので充電式として繰り返し使用することが出来、硫酸も濃くすることが出来るために溶液抵抗が小さくロスも少ない点で評価された。
A.実用電池のほとんどで電解液にアルカリ溶液、負極活物質に亜鉛が使われているかというと、アルカリ溶液は濃度を高くすることができ、溶液抵抗を低くすることができる。 亜鉛は軽く、さらにアルカリ溶液で不動態化するので腐食を防ぐことができる。
A.乾電池について、アルカリ乾電池は負極に亜鉛、正極に二酸化マンガン、電解液に水酸化カリウム水溶液を使用している。 MnO2+H2O+Zn→Mn(OH)2+ZnOのような反応が起きている。 マンガン乾電池は負極に亜鉛、正極に二酸化マンガンを用い、電解質溶液に二酸化亜鉛と塩化アンモニウムを使用している。 8MnO2+8H2O+ZnCl2+4Zn→8MnOOH+ZnCl2・4Zn(OH)2のような反応が起きている。
A.電池には一次電池と二次電池があり二次電池は充電でき繰り返し使うことができる。一次電池にはマンガン乾電池やアルカリ乾電池などがあり、二次電池にはニッケル水素電池やリチウム乾電池などがある。繰り返し使うことによって充電容量が低下しますがリチウム乾電池は技術の発達により欠点が抑えられている
A.化学電池は内部の化学反応によって電気を起こし、その電気エネルギーを取り出す電池で、一次電池、二次電池、燃料電池の3種類に分類されます。実用電池のほとんどが亜鉛とアルカリ溶液を使用している。亜鉛が負極活性物質に使われる理由はまず、亜鉛が軽いことである。また、アルカリで不動態化するため腐食しない。したがって突然の災害時に使用した時に確実に使用できるという点がある。したがってアルカリ溶液が電解液として使われそのセットで亜鉛が使われている。
A.再生可能エネルギーは自然現象を活用するため、生産が自然に左右されるため、電力が余ったときにためておいて足りない時にそれを使うことをエネルギー平準化、ロードレベリングという。電気エネルギーはそのまま貯蔵できないため、「エネルギー変換」が必要である。
A.乾電池の一種であるアルカリ乾電池は化学エネルギーを電気エネルギーに変換するものである。アルカリ乾電池に含まれる水酸化カリウムはその濃度を高めることで溶液抵抗を下げることができる。これにより化学エネルギーから電気エネルギーに変換する際のロスを少なくすることができる。この際、亜鉛がアルカリで不働態化する性質も貢献した。不働態化せずに溶けてしまうと使わないうちにも亜鉛がどんどん溶けてしまい、使いたいときに使える電池の特色がなくなってしまう。
A.2019年のノーベル化学賞はリチウム電池を発明した功績で元旭化成の吉野彰氏ら3人に贈られた。スマートフォンやPCなど私たちの身近に存在する機器は意外と使用電力が大きい。これらの使用電力を十分にカバーでき、かつ持ち運びに適したサイズの電池といえば、リチウムイオン電池の他にない。しかし、リチウム陰電池にも欠点がある。それが安全性の問題だ。リチウムイオン電池は衝撃などによる破損や高温条件下での使用によって発火・爆発を起こす可能性がある。このため、ウェアラブル機器や電気自動車のバッテリーとしての使用が難しかった。 この欠点を克服し、さらにグレードアップした電池が全固体電池である。前固体電池はリチウムイオン電池よりも大容量で、液体を使用していないことから安全性も高い。年内に実用化される予定であるが、電気自動車のバッテリーとして機能するほどの容量を手に入れるのはまだ先になるだろう。
A. リチウム電池について説明する。 電池の種類を見る場合、大きくは使い切りの一次電池と、充電可能な二次電池に分けられる。スーパーやコンビニ、最近では100円ショップでも見かけるマンガン電池・アルカリ電池・ボタン電池などは、容量がなくなれば使えなくなる一次電池である。それに対して、鉛蓄電池、リチウムイオン、リチウムイオンポリマー、ニッケル・水素蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池などは、くり返し充電して使える「蓄電池」、「充電式電池」と呼ばれる二次電池である。 その中で、リチウム電池は、マイナス極に金属リチウムを使った一次電池である。リチウムは金属では最大のイオン化傾向を持つため、マイナス極側として利用することで、プラス極との高い電位差が生じる。それによって、出力電圧も大きくすることができる。また、リチウムは最も軽い金属としても知られており、重量に対しての電力容量が大きいため、軽量化が望まれる各種機器に利用されている。一般的な電池と比較し、自己放電が少なく寿命が長いため、家庭内ではリモコン、時計、電子メータなどの小型電子機器やLEDキーホルダー、また電池取り換えが困難な電気浮きなどにも利用されている。
A.電池とは、エネルギーによって直流の電流を作り出す機器である、化学反応で電気をつくる化学電池というものと熱や光などの物理的に電気を作る物理電池に別れられている。化学電池においてもいろいろあり一次電池や二次電池、燃料電池がある。一方物理電池では、太陽電池や熱電池・原子力電池があり色々な環境下で利用されている。 今回のトピックはリチウムイオン電池についてである。この電池は2020年度以降本格的に 導入していこうという動きになっている。また、製品化や商品化となり二次電池の材料ともなる可能性がでてきた。まず、リチウムイオン電池とは正極と負極の間にリチウムイオンが移動することにより、充電や放電ができる仕組みになっている。私は、このような普通の電池として使うのではなく多岐にわたって利用するのはいい考えだと思う。
A.携帯電話やノートパソコンなどに使用されているリチウムイオン電池は、電圧が高く軽量化しやすいため、今後も携帯機器の多様化に欠かせない電池といえる。この電池の特長は、電池自体にコントロール用のICが組み込まれ、安全な状態を確認してから発電するという点である。そしてさらに進化していて、現在では、形がある程度自由になるリチウムポリマー電池が登場している。これがさらに進化すると腕時計型などの極小携帯電話も実現するかもしれない。また、リチウムイオン電池とともに急速な発展が期待されているのが燃料電池である。燃料電池はエネルギー交換効率が高く、しかもクリーンである。ハイブリッド車や電気自動車のエネルギー源としても知られているが、これこそ地球温暖化問題を解決する切り札といえる。また、発展途上地域に発電所として設置する場合、送電線も不要なので環境への負荷を最小限におさえられるという利点もあるので、これから最も注目される電池だと思う。
A.リチウムイオン電池は、 正極では、 Li(1-x)+MO2+xLi+xe-?LiMO2 M:金属元素(例:Ni、Mn、Co) 負極では、Li+xC?C+xLi+xe- 電池全体としては、 Li(1-x)+MO2+LixC?LiMO2+C となる。 よって、電流が流れる方向を逆向きにすることで反応が逆になるので充電ができる。 これにより、パソコンやスマホ、エコカーなどに陥られている。 パソコンを修理に出しており、部屋のWi-Fi環境も整っていいなかったために提出を遅れました。
A.「燃料電池」 水の電気分解の逆反応に相当し、触媒の作用下で水素と酸素を反応させてエネルギーを取り出す。水素極で水素がプロトンになり、このプロトンが電解質を経由して酸素極側へ移動し、酸素陽極側に供給された酸素と反応し水を生成する。このとき放出される機械的エネルギーを電気エネルギーとして取り出す。
A.燃料電池は1839年に英国で実験が始められていた.1990年代ようやく実現化を始めた.燃料電池は水素と酸素の電気化学反応を応用したものでる.廃棄物が発生しないためクリーンであるといわれている.また燃料内に硫黄が存在せず白金触媒を一発でだめにしてしまう恐れがないためクリーンだと言われている.この電池を使用した燃料電池車などが存在するが広く普及するには水素ステーションの問題など課題が多いように思える.
A.電池の仕組みは、亜鉛版で電子が発生し、発生した電子が導線を伝ってプラスの銅板の方に移動していき、水素イオンが電子を受けとることで、電気エネルギーが発生する。
A.電池は化学電池であり、酸化還元反応にともなう自由エネルギー変化を電気エネルギーとして取り出す仕組みを持つ装置のことである。
A.マンガン乾電池について調べた。 マンガン乾電池は一次電池の一種で、正極の減極剤として二酸化マンガンを用いたものである。 電池の構成は、正極兼減極剤として二酸化マンガン、負極に亜鉛、電解液に塩化亜鉛を用いている。この塩化亜鉛は二酸化マンガンと混合された黒色のペースト状で容器の中に充填されている。なお、正極側の炭素棒は集電棒とも呼ばれ、反応には関与しない。
A.電池の一つであるダニエル電池を説明する。 ダニエル電池とは1836年に開発されたきでんりょく1.1Vの電池でありダニエル電池は素焼きの容器で電解液を分離しプラス側に硫酸銅溶液、マイナス側に硫酸亜鉛溶液を用いることによって起電力の変化が少なく、気体も発生しない実用性が向上した電池となっている。
A.僕が小学生の時、エネループという電池を知った。当時は、三洋電機が作っていたがパナソニックに再編され、いまではEVOLTAとなっている。初めて知ったときは、電池なのに充電できることに衝撃を受けたのを今でも覚えている。今でこそ充電式の電池は当たり前のように普及したが、当時は珍しく、これを開発した三洋電機はすごいと思った。ただ、三洋電機は売り方が悪くて全然売れずその結果、パナソニックに買収されたと思っている。僕の父もそういっていた。しかし、この三洋電機の技術力は、今のパナソニックにもいていると信じている。
A.一次電池というのは充電できない電池のことである。例としてマンガン電池が挙げられる。構造は亜鉛で囲われた膜の内側に 電解液として塩化アンモニウムと塩化亜鉛をデンプンで練ってのり状にしたものが使われている。その内側には複極剤として 二酸化マンガンと炭素粉を塩化アンモニウム・塩化亜鉛で練り固めた物をつめている。電池の中央に多孔質の炭素棒を差しこむ。反応の仕方*亜鉛は2価の陽イオンのため電子2個を残してイオンとなり塩化亜鉛をつくるため 2個のアンモニウムイオを追い出す。追い出された アンモニウムイオンは炭素棒へいき、電子をもらってアンモニウムになるが、すぐ水と反応して水酸化アンモニウムと水素になる。この水素が炭素棒から電子を供給するのを妨げる作用をするため、二酸化マンガンにより酸化して水に返す。このようにして亜鉛は電子が余るため、カソードになり、炭素棒は電子が不足するのでアノードになる。
A.アルカリ乾電池に使われる水酸化カリウムは、その濃度をとことん高めることができ、溶液抵抗を下げることができる。これは化学エネルギーから電気エネルギーへの変換ロスをできるだけ小さくしたいという技術者の思いがある。そのため、アルカリで不働態化する亜鉛の性質が生かされた。しかも、亜鉛は軽い。ただし、使うと溶けてしまって、充電したとき析出したカタチがもとに戻らないので充電はできない。
A.電池の中には一回だけではなく充電することで繰り返し使えるモノも存在しています。それが二次電池です。バッテリーとも呼ばれており、自動車や航空機、電子機器などさまざまなモノに使われています。そのため、この技術がなければ今の社会は成り立っていません。最近では、より小型化でかつ大きな容量を備えるためにたくさんの人々が研究しています。この技術が進歩していけばより高度な情報社会になっていくと考えています。
A.エネルギーによって直流の電力を生み出す電力機器である。化学反応によって電気を作る化学電池と、熱や光といった物理エネルギーから電気を作る物理電池の2種類に大別される。 また化学電池には一次電池と二次電池がある。 一次電池とは直流電力の放電のみができる電位である。 二次電池は蓄電池、充電式電池とも呼ばれ、一回限りではなく充電を行うことができる。電池である。
A.ニッケル水素電池はマイナス極に水素吸蔵合金、プラス極にオキシ水酸化ニッケル、電解液に水酸化カリウム水溶液が用いられており、ニカド電池のマイナス極に使われているカドミウムを、水素吸蔵合金に置き換えた構造です。携帯電話やデジカメなどに搭載されているほか、ハイブリッドカーや電気自動車にも使用されています。 出席ボタン押すのを忘れていました。
A.アルカリ電池はマンガン乾電池よりも、プラス極材料の二酸化マンガンと、マイナス極材料の亜鉛が多く入っているため寿命が長持ちする。自動車やモーター、ストロボなどの大きな力を必要とする物に適している。
A.電池としてリチウム電池があるが、この電池は正極と負極、電解液、セパレータから構成され、正極ではコバルト酸リチウム、負極では黒鉛が用いられる。
A.リチウムイオン電池について述べる。リチウムいイオン電池は、正極材料にリチウム金属酸化物、負極材料に炭素系材料が使われる。負極材料から電子が放出され、リチウムイオンが電解質に移動する。次に電解質中のリチウムイオンが電子を受け取り、正極材料と結びつく。充電時は電源から電流を流し、放電時とは逆の反応が起こる。リチウムイオン電池は電気自動車の開発に大きくかかわっている。しかし、充放電を繰り返すと、ある時点で急激に性能が急激に低下するため、現在ではこの問題点を改善するための研究がされている。 授業中に疑問に思ったことを文献で調査してから平常演習に取り組んだため、授業時間内に平常演習を提出できなかった。
A.化学電池は、一次電池、二次電池そして燃料電池に大別される。一次電池とは、乾電池のように使い切りで充電ができない。二次電池は充電池や蓄電池とよばれ、充電することで繰り返し使うことができる。一次電池も二次電池も、化学反応する物質電池内部に保持されている。 一次電池にはマンガン乾電池、アルカリマンガン電池、酸化銀電池、空気亜鉛電池、リチウム一次電池などがある。 二次電池には鉛蓄電池、ニッケルカドミウム蓄電池、ニッケル水素蓄電池、リチウムイオン蓄電池などがある。 電池のメカニズムとしてまず負極では、酸化されやすい物質が酸化され、電子を放出する。その電子は正極に移動し正極の物質が電子を受け取り、還元される。負極・正極のそれぞれで、酸化される反応と還元される反応が起こり、電子の流れが生じ、それが電気エネルギーとなる。
A.ダニエル電池 プラス側に硫酸銅、マイナス側に硫酸亜鉛を用いて行うと起電力の変化が少ないことから気体発生が少ない。つまり、人体に影響を起こしにくいという点で実用性が向上した電池。
A.実用電池 実用電池には電解液にアルカリ、負極には亜鉛が用いられている。電解液に使われるアルカリ溶液である水酸化カリウムは濃度を高めることができるため、内部抵抗が小さくなり電気の変換ロスも小さくすることができる。亜鉛はアルカリで不動態化するため腐食することがない。
A.セラミックスを材料とする太陽光パネルは半導体から構成されており、半導体の主な成分はケイ素の共有結合単体である。このような自然エネルギーを使う発電は発電量が気候に左右されてしまう。また電気エネルギーはそのまま貯蔵できないため別のエネルギーに変換しなければならない。その際に発生する熱をどれくらい抑えられるか、変換効率を意識する必要がある。再生可能エネルギーの電力を固体材料の化学エネルギーでためるのが現実的な選択肢ではあるが、水素などは貯蔵が難しい。
A.電池の種類と特徴について注目した。 ニカド電池(ニッケル・カドミウム電池)は、約500回もの充電が可能で、安定した電圧を供給できる。しかし、放置しているだけで電圧が低下してしまう。 ニッケル水素電池は、ニカド電池と同様なデメリットがあるが、ニカド電池の倍以上の電池容量がある。 リチウムイオン電池は、約3.7Vの高い放電電圧を持ち、500回以上の放充電が可能で、スマートフォンやPCなどに多く利用されている。過充電や過放電により高温となる危険がある。
A.電池には一次電池・マンガン電池・リチウム電池・鉛蓄電池・燃料電池など様々なものがある。その中の燃料電池は燃料内に白金触媒をだめにしてしまうSがないためクリーンであるといわれている。また、アルカリ電池には水酸化アルミニウムが使われていて、その濃度を高めることが出来る。そのため溶液抵抗を下げることが出来、化学エネルギーから電気エネルギーへの変換ロスを少なくすることが出来るのである。
A.マンガン乾電池の構造は正極に二酸化マンガン、負極に亜鉛を用いる。正極は炭素であり、負極は亜鉛となる。正極では二酸化マンガンが電子を受け取り、負極では亜鉛が電子を放出する反応が起こる。電解液には塩化亜鉛を用いる。マンガン乾電池は一次電池に分類される。
A.ダニエル電池 ニエル電池(ダニエルでんち)とはジョン・フレデリック・ダニエルが1836年に発明した電池のことで、起電力1.1Vの化学一次電池である ボルタ電池と異なり、素焼きの容器で電解液を分離しプラス側に硫酸銅溶液、マイナス側に硫酸亜鉛溶液を用いることによって起電力の変化が少なく、気体も発生しない実用性が向上した電池となった
A.電池は化学電池と物理電池の二つに大別される。 化学電池は一次・二次電池、燃料電池、生物電池が、物理電池は光電池、熱電池、原子力電池が挙げられる。 原子力電池は放射性元素の原子核崩壊のときに発生するエネルギーを利用して電力を発生させている。代表的な種類に熱電変換方式がある。この方式の原子力電池は、放射性同位体熱電気転換器(RTG)とも呼ばれる。放射性核種の原子核崩壊の際に発生するエネルギーを熱として利用し、熱電変換素子により電力に変換する。実用される原子力電池にはアルファ崩壊を起こす核種であるプルトニウム238やポロニウム210が用いられ、放射されたアルファ線が物質に吸収されて生じた熱を利用している。 原子力電池はほかに比べて寿命が長いので宇宙探査機の電源や、心臓ペースメーカーの電源に利用された。
A.ダニエル電池は、硫酸銅水溶液にCu板を浸した電解槽と、硫酸亜鉛水溶液にZn板を浸した電解槽を適当な隔膜を挟んで接触させるか、両槽を塩橋でつないだものである。電池電圧は1.1V。
A.電池について濃淡電池をトピックとして取り上げる。濃淡電池とは相違なる2つの版電池の組み合わせではなく、同種の2つの組み合わせであっても反応関与物質の活量に差が存在すると起電力が現れる電池のことである。この電池は電解質の濃度が違うことでも電池になることもでき、同じ金属板を用いたとしても片方の金属板で何らかの物質がイオン化しやすい状況であれば電池になる。濃淡電池は電解質濃度に差があるとき電池としての機能を発揮するため、反応の進行に伴い濃度差がなくなるとその機能を失う。濃淡電池の応用例は控訴濃度測定、神経細胞における刺激の伝達がある。
A.実用電池にアルカリ溶液のものがよくもいいられるわけは、容器となる外装缶が化学反応に関係せず、液漏れしにくい構造である。マンガン乾電池よりも大容量で電圧低下が少ないので、大きな電流で使うものや、連続して使うことができる。
A.実用電池をトピックとする。 実用電池には、イオン化傾向の小さな正極活物質を用いれば良く、小さなものに白金や金などの貴金属があるが、高価な金属を正極活物質に用いわけにはいかないので、代わりとして正極活物質に金属酸化物が用いられている。 イオン化傾向の大きいLi, K, Ca, Na, Mgのようなアルカリ金属、アルカリ土類金属は、水の中に浸すと激しく反応するため、これらを電池の負極に使おうとすると、水を全く使わない電解液を使用しなければならない。 アルミニウムは、酸化されやすいため、金属の表面はすぐに絶縁性の酸化膜で覆われてしまい電流が流れにくくなる。これでは安定した出力を得ることができない。 以上から、イオン化傾向がアルミニウムの次に小さい亜鉛が負極活物質に用いられている。 放電容量がより大きくなるため、電解液にアルカリ溶液が用いられている。
A.マンガン乾電池は電極にマンガンを用いている乾電池である。リモコンなど消費電力が少なく、使用時間も短いものに適している。
A.ここでは全固体電池について調べ簡単にまとめた。 全固体電池は最近注目されている次世代電池とも呼ばれる電池のことである。この電池は名称にもあるように今までは液体だった電解質を固体にした電池のことである従来の電池とは異なり。固体電池では活物質が触れることがないためセパレーターを必要としない。全固体電池のメリットは構造や形状を自由にすることができ、さらに小型でも大容量の電池を作ることができる。この理由として従来の電池と違い液漏れの恐れがなくなったことが挙げられる。液体電池には危険な物質が含まれているためにある程度容器を丈夫にする必要があったがそのような容器が必要なくなるため折り曲げも可能になる。このように用途に応じて様々な応用ができる。 さらにセパレーターがないことによって作動温度範囲が広くなる。本来であれば高温状態ではセパレーターが溶解することが考えられた。しかし全固体電池にはセパレーターがないためこの心配がなく温度範囲が広くなる。 しかし固体電解質を用いたことで抵抗が大きくなり電池としての出力を上げにくいという短所も考えられる。今後この課題を克服できるような材料が開発されればかなりの期待が持てる電池であると考えた。
A.燃料電池 燃料電池は、補充可能な何らかの負極活物質と正極活物質となる空気中の酸素等を常温または高温環境で供給し反応させることにより継続的に電力を取り出すことができる発電装置。装置内の固定量の活物質を使用するために電気容量に限界のある一次電池や二次電池と比べ、正極材、負極材共に補充し続けることで電気容量の制限なく放電を永続的に行うことが可能な点で、大きく異なる。熱機関を用いる通常の発電システムと異なり、化学エネルギーから電気エネルギーへの変換途上で熱エネルギーや運動エネルギーという形態を経ないため、熱機関特有のカルノー効率に依存しないことから発電効率が高い。
A.水を電気分解して水素にして燃料電池を使う水素複合エネルギー貯蔵の原理は、電力を水素というクリーンな化学エネルギーに変えて貯蔵する。電力・水素複合エネルギー貯蔵システムは、化石燃料が不要で、非常時でも高品質な電力を長時間安定して供給することができる。CO?フリーの新たな非常用電源として、浄水場をはじめ、各自治体の大規模自然災害発生時の避難場所などへの導入が期待されている。太陽光発電出力や負荷消費電力の不規則な変動に対しても、高品質な電力を長時間安定供給できる。
A.実用電池に亜鉛が用いられているのは、亜鉛はアルカリ溶液で不働態化する性質をもち腐食せず軽いためである。またアルカリ溶液は濃度を高くして溶液抵抗を下げ、化学エネルギーから電気エネルギーの変換ロスを小さくして変換効率を良くすることができるため、実用電池に使われている。
A.燃料電池の原理は、簡単に言えば「水の電気分解」を逆にしたもの。「水の電 気分解」では、電解質を溶かした水に電流を通して水素と酸素を発生させるが、燃料電池では、電解質をはさんだ電極に水素を、そしてもう一方の電極に酸素を送ることによって化学反応を起こし、水と電気を発生させる。 燃料電池の特徴はクリーンエネルギーであることと、高いエネルギー効率であること。水素と酸素の化学反応により電気を直接取り出すため、二酸化炭素などの有害な排出物がない。また、水素の持つエネルギーの83%を理論的に電気エネルギーに変換することができ、これはガソリンエンジンの最高効率が40%であることと比べると、とても効率的であることが分かる。
A. アルカリ乾電池について説明する。 アルカリ乾電池は、マンガン乾電池よりも高出力で、瞬時に大出力が必要なカメラのストロボや、モーター等の回転機械の駆動用に適している乾電池である。ミュージックプレイヤーやラジコンカーなど、モーターを長時間駆動させる電気機器に適している。 また、アルカリ乾電池は、集電体にメッキ処理が施された真鍮棒が使用されているため、正極活物質に二酸化マンガン、負極活物質に亜鉛、電解液に苛性アルカリを使用した一次電池で、マンガン乾電池と同様に充電ができない。自然放電が少なく、長期の保存に適している。公称電圧はマンガン電池と同様に1.5Vである。
A.アルカリ乾電池に使われる水酸化カリウムは、濃度を高めることができ、溶液抵抗を下げることができる。化学エネルギーから電気エネルギーへの変換ロスを小さくするためである。アルカリで不動態化する亜鉛も災害時を考えると重要である。
A.リチウム電池の正極活物質は酸化マンガン(Ⅳ)、負極活物質は金属リチウム。
A.電池とは起電力を生み出す装置である。電池には種類があり、物質がもつ化学エネルギーを電気エネルギーに変換することができる化学電池と、太陽光などから電気エネルギーを生み出す物理電池がある。また電池は使い捨てかどうかによる分類があり、一次電池は一度起電力を失うと使用できなくなる使い捨ての電池で、二次電池は起電力を失っても充電することで再利用が可能となる電池である。
A.レドックス・フロー電池について レドックス・フロー電池は二次電池の一種で、イオンの酸化還元反応を溶液のポンプ循環によって進行させて、充電と放電を行う
A.世界初の電池、ボルタ電池について説明する。 正極に銅板を、負極には亜鉛板を用い、電解液には硫酸を用いる。負極の亜鉛は、硫酸に含まれる水素イオンより金属のイオン化傾向が大きいため電子を失って2価の陽イオンとなる(Zn??)。電子は導線を伝わって銅板に流れ、水素イオン(2H?)と反応して水素(H?)となって放出される。この酸化還元反応は発熱反応であり、そのエネルギーを電子の流れにして電気エネルギーに変換したのがボルタ電池である。
A.マンガン電池のしくみについて。マンガン乾電池の電池式としては(-)Zn|ZnCl2aq,NH4Claq|MnO2,C(+)となっている。負極の亜鉛をそのまま容器として使われている。その内側にショートを防ぐセパレータものを取り付け、また、絶縁体を容器に取り付け、正極端子と負極端子を分離する。そこに正極合剤、電解液を満たす。真ん中に炭素棒を取り付けることによって乾電池が完成する。
A.アルカリ電池: アルカリ電池は水酸化カリウムが使用されマンガン電池に比べ亜鉛量が多い。 さらにパワーと容量がマンガン電池に比べ2~5倍あり、使いやすい電池となっている。 しかし、短期間で寿命が来てしまうので用途に合った使用方法が求められる。 課題を開いており出席を忘れていました。
A.ソーラーパネルについて 再生可能エネルギーを活用するということで増えてきている屋根材が屋根一体型ソーラーパネルである。光起電力を発生させるソーラーパネルは耐予行発電に応用されている。ソーラーパネルを構成する半導体の主成分はケイ素の共有結合単体であるためセラミックスである。ソーラパネルで発生した電気エネルギーを貯蔵しておくために、他のエネルギーに変換しなければならない。このとき、熱が発生する。熱に変えないための変換効率が大切となってくる。 アルバイトの時間が迫っていたため、時間内に平常演習を提出出来ないと考え、あとから提出した。
A.実用電池のほとんどが正極活物質に金属酸化物、負極活物質に亜鉛、電解液にアルカリ溶液が使われているが、これはアルカリ溶液は濃度を高め、溶液抵抗を下げることができ、電気エネルギーへの変換を小さくできること、亜鉛は軽く、アルカリで不働態化するため、腐食しにくく、相性が良いという理由が挙げられる。
A.アルカリ電池に使われる水酸化カリウムは、その濃度をより高くすることが出来、溶液抵抗を下げることができる。つまり、化学エネルギーから電気エネルギーへの変換の際のロスを減らすことができる。そのためには、アルカリで不動態化する亜鉛の性質が一役買ったが、災害の時に勝手に亜鉛が腐食して使えないでは電池にならない。だから乾電池は充電禁止である。
A.エネルギー=電池の起電力× 電池容量 電池容量=支配活物質の物質量×反応に関与する電子数
A.電池の中に、実用電池というものがある。一次にダニエル電池、マンガン乾電池、アルカリマンガン電池、水銀電池、酸化銀電池、リチウム電池、空気電池、水素-酸素燃料電池がある。二次に鉛蓄電池、ニッケル-カドミウム電池、ニッケル-水素電池、リチウムイオン電池がある。二次電池は充電して再利用することができる電池である。
A.電池の種類について 電池には大きく一次電池と二次電池とその他の電池にわけることができる。一次電池にはマンガン乾電池やアルカリ乾電池などがある。二次電池には鉛蓄電池やアルカリ蓄電池などがある。その他の電池には燃料電池や太陽電池がある。
A.実用電池のほとんどは負極活性物質に亜鉛、電解液にアルカリが使用される。これは亜鉛がアルカリと反応するゲル状になり、電解液が外部に漏れにくくなるためである。また、ほとんどの実用電池は電解液にデンプンなどを加えてペースト状にしており、できるだけ電解液が外に漏れないように工夫されている。
A.出席を送信するのを忘れていました。 トピック:電池の種類 電池は、まず化学電池と物理電池に大別される。さらに化学電池は一次電池、二次電池、燃料電池に分けられる。物理電池には太陽電池がある。一次電池は使いきりの電池でアルカリ乾電池やマンガン乾電池などがあり、二次電池は充電により何度も使える電池で、鉛蓄電池やアルカリ蓄電池などがある。
A.電気エネルギーを化学的に蓄え放出する装置。一般の電池は一次電池と二次電池に分けられる。世界初の電池はボルタが発明したボルタ電池。
A.以前電池を使用していた時に漏電が起こった。これは高温多湿等の環境下で使用したり、使用しすぎたりすると液漏れなどを起こしてしまう。
A.実用電池のほとんどが正極活物質に金属酸化物、負極活物質に亜鉛、電解液にアルカリ溶液が使われている。アルカリ溶液が使われるのは溶液抵抗を下げることができるからで、亜鉛を使うのはアルカリ溶液中で不動態を形成し、腐食を防止できるからである。また、金属酸化物が使われるのは電池の起電力を大きくするためである。
A.化学反応を利用した電池は2つの金属の電極を電解液に入れて電位の差による酸化還元反応で電気を作ることが出来る。しかし、より長く持続して電気を得るために電解液を電極ごとに変えたり、特定のイオンのみを通すことが出来るイオン交換膜を使うなど工夫がされてきた。
A.リチウムイオン電池は電極が水との反応を示すため水溶液による電池が製造できなかった。そこで伝導性有機物を用いた電池の開発を行ったことでリチウムイオン二次電池の発明につながった。
A.電池にはアルカリ乾電池がある。電解液には水酸化カリウムが、負極には亜鉛が用いられている。亜鉛は水酸化カリウムと反応すると不動態化し、自己溶解しないため長期間使うことができる。そのため、亜鉛とアルカリの組み合わせは他の電池でも用いられている。
A.ニッケル水素電池はニッケルカドミウム電池と類似の構造をしている。正極にはニッケル酸化物を、負極には水素吸蔵合金をそれぞれごく薄くシート状にした電極が用いられる。正極と負極の間には、ポリプロピレンなどの薄い不織布がセパレータとして挟み込まれており、これらを捲回したスパイラル構造をとっている。また、電解液はイオン導電性に優れた水酸化カリウムなどが用いられる。
A.電池の例としてアルカリ乾電池がある。アルカリ乾電池はJISの名称ではアルカリマンガン乾電池といい正極に二酸化マンガンと黒鉛の粉末、負極に亜鉛、酸化カリウムの電解液に塩化亜鉛などが用いられている。水酸化カリウムは濃度をひたすら上げることができ溶液抵抗を下げることができる。また、アルカリ中で不動態を形成する亜鉛は腐食されにくく長期間保存することができる。また亜鉛は軽いため電池程度の起電力で動かせるものには丁度良い重さである。しかし、アルカリ電池は一次電池で使うと溶けてしまい充電して再利用することができない。充電は危険であり、液漏れや破裂による危険性があり、機器をショートや錆びで破損する危険性がある。
A.充電が可能な電池を2次電池という。 ニッケル・水素充電池は、その二次電池の1つであり、正極にニッケル酸化化合物、負極に水素または水素化合物を用い、電解液に濃水酸化カリウム水溶液 などのアルカリ溶液を用いることで電気を起こしている。起電力は1.2Vと通常の使い捨ての乾電池より電圧が低い。また、2次電池にはリチウムイオン電池など有名な物が存在するが、実際には水素ニッケル電池の乾電池が多く出回っている。 これは、リチウムイオン電池より水素ニッケル電池のほうが生産コストが低く、大量生産が可能であるためである。
A.乾電池は1888年、ドイツのガスナーが液のこぼれない電池を発明したことから始まった。日本人の屋井先蔵も独自に乾電池を作ったことも知られている。
A.最も主要な電池は一次電池であり、亜鉛板で電子が発生し、亜鉛イオンは電解液に溶ける。電子は銅線を伝ってプラス極である銅板に移動する。電子は硫酸に含まれる水素イオンが受け取り、水素ガスとなる。電子の流れに反対方向に電流が流れ、電気エネルギーが生まれる。
A.電池はもはやなくてはならない電気製品だが、その走りとなったのは1800年ごろに開発されたボルタ電池とダニエル電池である。特にダニエル電池はボルタ電池の欠点を克服した世界初の実用的な電池として注目された。一次電池であるため放電しか行えないが、近年登場した二次電池では重電も行えるようになりさらに電池の利便性や実用性は向上している。
A.再生可能エネルギーには水力発電や風力発電などがあり、これらは水や風の力でタービンを回すことで発電している。その多の再生可能エネルギーの1つとして、代表的なものに太陽光による発電がある。太陽光ではタービンを回すことはできない、では太陽電池はどのようにして太陽光から電気を作り出しているのか。太陽電池の原理は、プラスの性質を持つP型半導体とマイナスの性質を持つN型半導体を接合させてつくられている。太陽の光がP型半導体の接点にあたることにより、プラスの性質とマイナスの性質がそれぞれ電池の両端に集まるため、電圧が生じ、電気エネルギーができるのである。
A.リチウムイオン電池について説明する。 リチウムイオン電池の利点はニッケル水素電池よりも高電圧であること、優れたサイクル寿命があり充電して再使用できることにある。 正極材料にリチウム金属イオン、負極材料に炭素系材料が使われる。放電時はリチウムがイオン化し、電解液に流れる。次に正極材料に電子がながれこむと炭素系素材にリチウムが析出する。
A.マンガン乾電池 マンガン乾電池は、正極に二酸化マンガン、負極に亜鉛、電解質に塩化亜鉛を用いた電池である。水も反応物として消費されるため、液漏れを起こしにくい。
A.「コンデンサ」について。 コンデンサはほとんどの電子機器に使用される重要な電子部品の一つであり、電子回路や電源回路、電源そのものなど幅広い用途で使用されている。コンデンサは抵抗やコイルと共に電子回路の基本となる三大受動部品と呼ばれている。コンデンサの役割としては電荷を貯めたり放出すること、電圧を一定に保つこと、ノイズを取り除くことなどが挙げられる。
A.乾電池の中身について 多くの乾電池の電解液には水酸化カリウムが使用されている。この理由は濃度を高くすることができ、溶液抵抗を下げることができるからである。また、多くの場合負極に亜鉛が使われるが、これはアルカリで不働態することが影響している。
A.ソーラーパネル ソーラーパネルを構成する半導体の主成分はケイ素の共有結合単体である。よって、材料的にはセラミックスに分類される。再生可能エネルギーをしようするということで、ソーラーパネルは使われるようになった。しかし、発電量が天候に左右されるため、不安定な発電である。
A.リチウムイオン電池 現在、場所を選ばずに充電することができるモバイルバッテリーはスマホの普及に伴って一般的なものとなった。このモバイルバッテリーのほとんどが2種類の二次電池によって作られている。ニッケル水素電池とリチウムイオン電池である。ニッケル水素電池は熱を持つことがほとんどなく安心して使うことができる反面、充電の継ぎ足しが基本的に行えない。リチウムイオン電池は高い電圧で充電でき、寿命が長く、継ぎ足し充電ができるが、品質が不安定である点が挙げられる。現在は後者がモバイルバッテリーとしては広く扱われている。
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