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.1836年ダニエル電池が発明され,これを用いた金,銀,銅などのメッキ工業をもって始るとされる。 アレッサンドロ・ボルタが1800年頃発明したボルタ電池は、希硫酸にマイナス側が亜鉛極板、プラス側が銅極板という組合わせであるが、プラス側で水素が発生して分極をおこし、すぐに起電力がなくなる欠点があった。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た。
A.水酸化ナトリウムは洗剤を製造するうえで最も重要といっても過言ではない。この水酸化ナトリウムを製造する工業をソーダ工業と呼称する。ここで用いられるイオン交換膜法はほかにも様々な資源を生成する方法として、現在でも用いられている。
A.電気透析 電気透析とは溶解中のイオン性物質と、イオン交換膜が陰イオンを選択して透過させる性質を利用する分離技術を利用して、水に溶けているイオン成分(ナトリウム、カルシウム、など)を濃縮したり反対に除去することである。電気透析では、イオン交換膜と電気の働きで溶液中のイオン性物質をぶんりし、脱塩・濃縮・精製・回収を短時間で処理することができる。食品加工調味料のリサイクル使用や、甘味料製造プロセルにおける食塩の除去などに用いられる。
A.電気 電気が工業に応用できるようになって金属などを分子レベルで製錬することや、電気の力で分解させることが可能となった。
A.電気化学工業のひとつである食塩電解は、食塩水を電気分解して苛性ソーダ(水酸化ナトリウム)と塩素を製造する工業的方法である。食塩電解より発生する水素ガスは、原理的に副生成物や不純物を含有しないため純度が高い。この水素は石油精製、石油化学製品、無機化学製品の工業用原料、ロケット燃料などに使用されている。
A.イオン交換膜 イオンに解離する官能基を持っている高分子の膜のことを言う。この応用として、脱塩を用いた飲料水の製造や塩の濃縮による食塩の製造などがある。これらは電気透析と呼ばれる方法を用いている。
A.ニッケル・亜鉛電池は、ニッケル・カドミウム電池のカドミウム負極を、亜鉛負極に置換した電池である。 他のニッケル系電池に比べ電池電圧が大きく、エネルギー密度が大きい点が特徴である。 これは、亜鉛の比重がカドミウムや鉄に比べ小さいことが要因である。
A.イオン交換膜とは、イオン交換樹脂を膜状にしたものでこの技術を使って海水から食塩を作る製塩が行われている。
A.電気透析は溶解中に存在するイオン性の物質を、イオン交換膜が陽イオンと陰イオンが選択して透過することにより、水溶液中に含まれているイオン成分を分離することができる。
A.現代の製塩では海水を電気透析を使って濃縮する。混ざった海水を濃い塩水と純水に電気の力で分離する。この電気透析ではカチオン交換膜が用いられる。カチオン交換膜は負電荷を持つため、ナトリウムカチオンは透過できるが、アニオンは静電反発により透過できない。
A.イオン交換膜は、イオンに解離する官能基を持っている高分子の膜のことを言い、イオンの選択透過性を有することが多い。通常は炭化水素系の膜の骨格構造には、スチレン-ジビニルベンゼン共重合体やスチレン-ブタジエン共重合体がよく用いられる。陽イオン交換膜にはスルフォン基など、陰イオン交換幕には第4級アンモニウム基が主として導入されている。 開発初期のイオン交換膜は薬品に対する耐久性が無く、イオンの選択率も悪かった。しかし開発の進歩により、次第に実用化されるようになってきた。 水溶液中の塩の濃縮や脱塩は陽イオン交換膜と陰イオン交換膜を組み合わせて行うことができる。陽イオン交換膜と隠イオン交換膜を交互に並べその両端に直流電流を加える。すると、電位勾配に仕上がって陽イオン(ナトリウムイオン)はカソードへ、陰イオン(塩化物イオン)はアノードへ移動しようとする。しかしナトリウムイオンは隠イオン交換膜を、塩化物イオンは陽イオン交換膜を通過できない。したがって塩化ナトリウムの濃縮と脱塩かを同時に行われる。この方法は電気透析と呼ばれており、日本で行われている海水の濃縮は全てこの方法を経由して行われている。
A.食塩は、温度を変えても溶解度が変わらないため、電気で浸透圧を変える電気透析で得るとはるかに効率が良い。これを「イオン交換膜製塩法」という。電気透析は、イオンを通して液体を流さないイオン交換膜が用いられる。塩素イオンはマイナス、ナトリウムイオンはプラスの性質があるので、海水に電気を流すと、ナトリウムイオンはマイナス極へ、塩素イオンはプラス極へ移動する。
A.無機化学工業での電気化学工業といったら私はアルミニウム工業が第一に思い付く。製錬に多大な電力を要するものである。日本であれば晩年の高峰譲吉氏がアルミニウム工業の重要性を提言し日本であればダム付近にアルミニウム工場の設立を目指した。日本の急流であれば水力発電による安定した電力供給ができるからである。 しかし現在において日本国内でのアルミニウム生産は行っていない。理由としてはアルミニウム原料のボーキサイトが輸入に頼ってしまう事、電力は安定に供給できてこそ経済収支がそれに見合わないことなどによるものである。よって現在の日本のアルミニウムは完全に海外依存である。
A.ボルタ電池を開発したイタリアの物理学者・ボルタの僚友であったブルグナテリは、ビルた電池を使って初めて電気めっきに成功した。当時は実用化には至らなかったものの、30年後世界中の科学者によって電気めっきの開発が行われ、その技術が産業界に広まった。 日本では江戸時代に医師で蘭学者の川本幸民が、西洋で開発された電気金・銀メッキの実験を行い、甲冑製作所などでその技術が利用された。川本幸民は電気めっき法を記した本を刊行し、そこから知識を得た家内工業社がメッキ業を始めた。1887年には東京に日本初のメッキ工場が設立され、ニッケルメッキの量産が可能になった。この背景には、19世紀後半に発電機の開発が進み、直流電源として電池に変わり大量の直流発電機が採用されたことが挙げられる。
A. 電気分解法の歴史について説明する。 ジーメンスによる発電機の発明によって、多量の電力の供給が可能となり、20世紀初頭には火花放電を使った空中窒素固定が実用化された。しかし、これより早い1890年代には、食塩の電気分解を用いた塩素Cl?とカセイソーダ(水酸化ナトリウム)NaOHの製造が開始されていた。 電気分解法では、塩素Cl?とカセイソーダNaOHを直接得ることが可能であることに対し、ソルベー法でカセイソーダNaOHを得るには、生成された炭酸ソーダNa?CO?に消石灰Ca(OH)?を作用させる工程が必要であった。したがって、ソルベー法も次第に電気分解法に置き換えられることとなった。現在では、ガラス原料など炭酸ソーダNa?CO?そのものを目的とする場合に限って、ソルベー法が利用されている。
A.電気化学工業の会社は今、「デンカ」と呼ばれるようになっている。まず電気化学工業は、次の3つの点が大事だと言われている。反応が電極表面で行われること・必要なエネルギーを電力として考えること・陰極と陽極の間で違う種類の生成物が出てくることである。もう少し詳しく見てみると、特徴がまた3つある。一つ目は、反応が二次元面で行い不均一な反応であること。この実験には電解槽を使って行い、鉄やアルミニウムをを大量に生産していた。また化学反応に対して触媒の選択性を示すことが多い。例として水素イオンが水素になるのは負触媒的なものが必要になってくる。第二の特徴としては、反応の進行と電気のエネルギーの供給が直接繋がっていることである。代表的な例をあげれば水の電気分解である。この反応は、遊離エネルギーの増加する反応で熱力学的にエネルギーを供給している。最後は、両極の生成物である。陽極では、酸化で陰極は還元を起こすので陽極は酸化性物質で陰極は還元性の物質が発生して、エネルギーを生成した。
A.電気透析という方法があり、これを利用して海水を濃縮し、その濃縮した液体を蒸発させ食塩が作られている。
A.電気化学工業とは電気化学の技術を工業的に利用した化学工業のことです。電気化学工業の大きい部門は水電解,電解ソーダ,アルミニウム,カーバイドなどで、1940年頃には一応完成はしている。しかし、その後の進歩は目立たず,まだ研究報告とならない部分も存在している。そのため最近,大学において電気化学の研究問題が合成繊維,原子力関係などと比べて学生の興味をひかず,この方面の研究室に優秀な後継者が来にくくなっている問題が生じている。
A.「電気透析」 塩を含む溶液に電極からの電流を流すと、溶液中の陽イオンと陰イオンは、それぞれ反対の電位を持つ極へと集まる。両方の電極の間に陽イオン交換膜を入れると、陰イオンは陽イオン交換膜を通過できず一方向に留まり、陽イオンは交換膜を通過する。交換膜の電荷を逆にするとその反対の現象が起こる。電極の間に陽イオン交換膜と陰イオン交換膜を交互に入れ隔壁とし、そこに塩やアミノ酸などを含む溶液を流し込んで電流を通すと、それぞれのイオンの移動が起こる。これにより陽イオン・陰イオンの濃縮される流れと、除去される流れが発生するので、流れの出口付近では塩やアミノ酸の濃縮された水と、除去された水を得ることができる。 電気透析は主に海水から食塩の製造や醤油の脱塩、オリゴ糖の脱塩などに用いられている。
A.製塩の方法について説明する.私は海水を集めて天日干しするのだろうと思っていたが実際は違うということを学んだ.実際は電気を利用した方法で製塩する.イオン交換膜を挟んで電気を流すことによって電気泳動をさせることでイオン交換膜を透過できるイオンと透過しない不純物はその場に残り続けるのでこうすることによって鹹水を製造する.これを蒸発濃縮させることで効率よく製塩をすることを実現している.
A.プラズマジェットとは、気体放電のプラズマを陽極板にあけた小穴から噴出させ、高温高速の集中性のよい流れにしたものである。そこでアークのまわりをガスが流れるようにすると、外側が冷却されて電流は中央部に集中し(熱的ピンチ) 、電流が大きくなるとみずからの磁場によってさらに細くなる (磁気的ピンチ) 。こうして数万度の安定な高温プラズマ流が得られ、融点の高い金属の溶接や切断、高温を応用した新しい化学反応の開発に利用される。
A.エネルギー貯蔵の応用として、二次電池技術が開発された。スマホの電池として利用されるリチウムイオン電池は正極にニッケル酸化物系やマンガン酸化物系、あるいはこれらの混合体を使用し、負極には黒鉛やハードカーボンなどが使用されている。電解液はプロピレンカーボネートやエチレンカーボネートなどの環状カーボネートと、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メタルエチルカーボネートなどの鎖状カーボネートとの混合物を溶媒とし、溶質にはLiPF?などがなどが用いられる。電池の反応は、リチウムイオンの層間挿入による固相反応である。
A.電気化学工業の重要なものであるダニエル電池について説明する。 ダニエル電池とは1863年に発明された電池で起電力1.1Vの化学一次電池であ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ている。
A.電気を与えないと化学反応が進まないことがある。特に、塩素や水酸化ナトリウムを取り出すことなどがあげられる。(電解ソーダ法)つまり、電気化学は、私たちの生活を豊かにするために必要なことだというのが分かった。しかし、電気は時に人を危険にさらす。作業するうえでは注意する必要があることが分かった。
A.電気化学の基礎は酸化・還元を基本としている。アノードとカソードとの反応を利用し、鉛電池・リチウム電池を作っている。
A.電気化学工業とは、電気化学の技術を工業的に利用した化学工業のことをいい、1836年ダニエル電池が発明され、これを用いた金、銀、銅などのメッキ工業をもって始まるとされる。亜鉛Zn板を硫酸亜鉛ZnSO4の薄い水溶液に浸したものと、銅Cu板を硫酸銅(Ⅱ)CuSO4の濃い水溶液に浸したものを組み合わせた電池のことをダニエル電池といい、ボルタ電池の欠点を改善することによって作られた世界初の実用的な電池である。 ボルタ電池では、Cu 板に流れてきたe-をH+が受け取り、還元されH2になる。このため、発生したH2がCu板のまわりに溜まってしまい、電圧が急激に低下してしまうというのが欠点であるが、一方で、ダニエル電池では、Cu板に流れてきたe-を水溶液中のCu2+が受け取り、Cu単体を生成する。生成する物質が電極と一緒になるので、くっついても正極で起こる反応には何の影響も与えません。したがって、ダニエル電池は分極を起こすことはなく継続的に電気を得ることができる。
A.現在、さまざまな電池が存在していてその中には化学エネルギーから電気エネルギーに変換するのもある。それが燃料電池で酸素と水素を反応させ、エネルギーを生成するもので、環境に優しい利点がある。これからもっと身近な存在になっていくためにも沢山の研究がされていき、多くのところで使われていく電池だと考える。
A.電池について書いた。 電池は、鉛電池、ニッケル・カドミウム電池、ニッケル・亜鉛電池、リチウムイオン電池など様々な電池がある。現在脱化石エネルギーの一環として燃料電池自動車が開発された。日々電気化学工業は進化し、私たちの生活の一部としてある。また電気は、地球温暖化問題も抑制できる要因の1つだと考える。
A.電気化学工業とは、電気化学の技術を工業的に利用した化学工業である。ダニエル電池を用いた金、銀、銅などのメッキ工業がはじめとされる。 また、直流発電機の発明にで電気精錬が工業化され、水銀法発明で、電気アルカリ工業と続くが、水力電気事業の確率によって、ナトリウム、マグネシウム、アルミニウムの溶融電気工業、リン、カーボランダム、石灰窒素の電熱化学工業、電気製銅、放電化学工業と発展して、第1次世界大戦にかけて、基礎が作られた。
A.リチウムイオン二次電池 正極と負極の間をリチウムイオンが移動することで充電や放電を行う二次電池である。 代表的な構成は、正極にリチウム遷移金属複合酸化物、負極に炭素材料、電解質に有機溶媒などの非水電解質を用いる。
A.電解採取は電気エネルギーを用いて原料を酸化、還元をし塩素や水酸化ナトリウムを取り出す方法である。この時酸化を起こす電極をアノードといい、還元を起こす電極をカソードという。
A.電気透析を用いた食塩の製造などがあり、塩を含む水溶液に電極から電流を流すと陽イオンと陰イオンはそれぞれの反対の電位を持つ極へと集まり、そこに陽イオン交換膜と陰イオン交換膜を入れることで陽イオンと陰イオンの移動が起き、それぞれが濃縮する流れと除去される流れができ、流れの出口付近で塩やアミノ酸の濃縮された水と除去された水が得られる。
A.梅干し加工調味液などの塩分調整として電気透析が用いられている。 電気透析とはイオン交換膜と電気の働きで溶液中のイオン性物質を分離し、脱塩・濃縮・精製・回収を短時間で処理できるものである。また低電流通電による透析のため電気使用によるコストは安い。 調味料を使用する食品加工は塩分濃度を調整することで、調味料のリサイクル使用が可能となる。食品加工調味液は廃棄すればただのゴミであるが。再利用することで原材料として使えるようになる。環境保全にも役立っているのでは無いだろうか。
A.電気化学工業の一つに石灰石からカーバイドを生成し、合成ゴムの原料となるアセチレンガスや肥料の石灰窒素などを製造するものがある。
A.電気化学工業とは、電気化学の技術を工業に応用したものである。電気化学工業の始まりは、1836年に開発されたダニエル電池によって、金、銀、銅などをメッキ加工する工業だと言われている。その後、1870年に直流発電機の開発により、電気精錬技術が発展し、工業化された。また、水電解によるアンモニアや食塩電解による水酸化ナトリウムの生産など、多岐に渡り技術が発展してきた工業と言える。
A.リチウム電池について記す。リチウム電池の製造工程としては、まず電極材の元となる活物質を各案してアルムにウム箔を塗布し、ロール状にプレスした後で寸法に沿って裁断する。その後できあがった電極材に絶縁用のセパレーターを挟んで巻き取る。これをケースに挿入して電池を組み立て、電解液を注入してフタを封止し、外装の組み立てに至る。それによってリチウム電池は製造されている。リチウム電池は蓄電池であるため今後再生可能エネルギーを大規模な電力供給の場で活用するためのキーマテリアルであると期待されている。これまで国内の電力は主に火力や原子力などが支えていたが、近年太陽光などの自然エネルギーの利用が急増し、政府も脱化石燃料社会を目指しており、今後そのようなエネルギーが代替することが見込まれている。しかし自然エネルギーは天候などに左右され、供給が不安定になってしまうという欠点がある。それを見込んで太陽光発電などを増やしてしまうことで、全体の発電量のバランスが崩れ、コントロールがきかなくなる恐れがある。この問題を解消するために、オーバーした太陽光の電力をリチウム電池にため、発電量と使用量のコントロールし、もっと大規模に自然エネルギーを活用することが期待されている。
A.電気透析 水溶液中のイオンをイオン交換膜を利用し陽イオンと陰イオンに分け、濃縮したり、除去したりする技術。醤油の脱塩などに利用されている。 授業に参加しましたが出席ボタンを押し忘れていました。平常演習は提出してあると思います。
A.電気化学工業の一例として、海水の電気透析について述べる。 海水の塩の濃縮および脱塩方法として、電気透析が挙げられる。海水の中に陽イオン交換膜と陰イオン交換膜を交互に設置し、その両端に直流電圧を加えることで、ナトリウムイオンはカソードへ移動しようとするが陰イオン交換膜を通過できず、塩化物イオンはアノードへ移動しようとするが陽イオン交換膜を通過できないため、膜を挟んで希薄な海水と濃縮された海水が交互に作られる。この操作を繰り返すことにより海水の濃縮度、希釈度を上げていき、濃縮海水を蒸発させることにより塩が得られる。
A.電気化学工業とは電気化学の技術を工業的に利用した化学工業である。関連するものとしてソーダ工業というものがある。塩化ナトリウムの分解により、水酸化ナトリウム、塩素、水素、炭酸ナトリウムなどの基礎化学原料を製造する。ソーダ工業の1つである電解法により水酸化ナトリウムと塩素が製造できる。さらに電解法は隔膜法、水銀法、イオン交換膜法に分類できる。隔膜法と水銀法は人体に有害な水銀とアスベストを使っていたため姿を消し、現在はイオン交換膜法が主流となっている。イオン交換膜法は、イオン交換膜と電気分解を用いて水酸化ナトリウムを合成する方法であり、副産物として塩素と水素が得られる。
A.日本は海に囲まれているが、この海水から電気透析でカンスイを作って食塩を作るのが日本の製塩である。海水から塩を取り出すのには大きなエネルギーが必要となるため電気の力を使って海水を濃縮する必要がある。その方法が電気透析である。特定のイオンだけを通すイオン交換膜法で溶液を濃縮する。 その食塩水を電気分解して作った次亜塩素酸はカルキと呼ばれ水道水の消毒に使われている。
A.電気化学工業の新しい技術について注目した。現在では発電技術も向上しているため、放射線や原子力の利用,電子ビーム,プラズマジェット,超高温度発生技術などを用いた超硬度超耐火性化合物の生産,電子材料や半導体を用いた高純度金属の製造などの新技術の開発が進んでいる。
A.人々の暮らしが変わるとともに、人々の使うものも大きく変わってきた。蒸気機関車は鉄からできている。それが変わってアルミニウムでできた超特急が登場した。また、戦艦大和は鉄でできていたが、ゼロ戦はアルミニウムでできていた。このように人々は身近なものをアルミニウムを用いて作るようになった。そして、アルミニウムを加工するために電気が必要となり、電気化学工業が普及した。
A.圧力や温度ではなしえない電気エネルギーで、原料を酸化や還元し、塩素や水酸化ナトリウムを取り出すのが電解採取である。 酸化を起こす電極をアノードと言い、還元を起こす電極をカソードと言う。 ソーダ工業と呼ばれる。ソーダ工業の原料は塩と電気である。
A.電気化学工業とは電気化学の技術を工業的に利用した化学工業のことであり、1836年ダニエル電池が発明され、このダニエル電池を用いた金、銀、銅などおメッキ工業をもって始まるとされる。続いて、1870年代には直流発電機の発明によって電気精錬が工業化されるため、これについてアルミニウム発祥の地の栄誉ある大町工場についてをトピックと設定し、以下に述べた。 電気精錬の工業化によって、多くの困難を乗り越えつつ、1934年にはアルミニウムの工業的生産に成功している。アルミにウム精錬工業の胎動は明治時代から始まっていたことであったが、原料であるボーキサイトについて、電力価格についてなど多くの問題があり企業化に至ることはなかった。しかし、これらの困難を乗り越え、1933年に大町電解工場の起工、1934年には大町工場は通電を開始し、アルミニウムの工業的生産に至ったとされる。 このように、電気化学工業は現在当たり前のように使っているものの原点となるものが多いと感じた。 「参考文献」 https://kotobank.jp/word/%E9%9B%BB%E6%B0%97%E5%8C%96%E5%AD%A6%E5%B7%A5%E6%A5%AD-102146 電気化学工業 http://www.chemistry.or.jp/knou/doc/isan028_article.pdf 日本初のアルミニウム生産の工業化 岩崎廣和
A.ダニエル電池 ダニエルが1836年発明した電池のこと 負極に亜鉛 正極に銅を利用
A.電気化学工業でよく使用される電気透析は陽イオン交換膜と陰イオン交換膜を組み合わせて利用している。
A.気化学工業についてのトピックとしてボルタ電池を取り上げる。この電池を作ったボルタは2種類の金属をカエルの足に接触させることで足が痙攣したことから、2種の金属で電解質を挟むと電気が流れることを発見した。そこから、金属の組み合わせを変えることで電気化学列を発見したり、発電効率の良い金属電極の食い合わせを発見したりした。その結果、電極に亜鉛と銀を用いた時発電効率が高いとわかり、電解液に硫酸または食塩水を使ったボルタ電池を開発した。
A.金属 電気化学の技術を工業的に利用した化学工業である。 直流発電機の発明で電気精錬が工業化され,水銀法発明で電気アルカリ工業と続き,後の水力電気事業の確立によって,ナトリウム,マグネシウム,アルミニウムの溶融電解工業,リン,カーボランダム,石灰窒素の電熱化学工業,電気製鋼などが確立される。
A.ビニテープをトピックとする。 ビニテープは電気絶縁用ポリ塩化ビニル粘着テープ である。 特長としては、日本で初めて工業化に成功したビニルテープで、信頼ある電気絶縁用テープ、鉄道車輌用材料燃焼試験適合品、原反フィルムから加工まで国内で一貫生産しており、安定した品質に高い信頼性、基材の程よい伸び、優れた手切れ性、巻き締まりも良く、作業性に高い評価、環境に配慮した低VOC系粘着剤を使用することによりトルエンを大幅に削減、欧州RoHS指令の特定有害物質の意図的な使用がないといった点がある。 用途としては、電線やケーブルの端末処理、ジョイント部分の電気絶縁処理用、各種配線・配管類の保護、結束、識別用、一般家庭、建築、ホビー等の修繕、保護、結束用といった点がある。
A.アルミニウムは電解精錬により、より純度の高いアルミニウムが得られる。アルミニウムは今日、広く用いられている金属の一種である。金属の中でも軽量な一面をもち、合金は飛行機の材料にもなるほど丈夫であるが、精錬には大量の電力を必要とする。
A.電気化学工業の発展は1836年のダニエル電池の発明によりメッキ工業が行われることになりこの頃から始まったと考えられる。今回は現在注目される燃料電池についてまとめた。燃料電池は電解質を挟んだ電極に水素、もう一方の電極に酸素を送ることで化学反応が起こり結果電気が発生するというものである。この燃料電池は生成物からも分かるようにクリーンなエネルギーとして注目されている。また、高いエネルギー効率にも注目され開発が進んでいる。そんな燃料電池は電解質の種類と作動温度によって主に4種類に分類される。 1つ目はリン酸型燃料電池。 この燃料電池はリン酸水溶液を電解質とし、作動温度150~200度発電効率は36~38%である。各方式の中で最も実績の長い燃料電池であるが同じ容量において出力が劣るため移動型には用いられない。また、白銀触媒を利用することからコスト面でも問題がある。 2つ目は溶融炭酸塩型燃料電池。 炭酸リチウム、炭酸ナトリウムの混合物を溶融させたものを電解質とし、作動温度650~700度発電効率は40~50%である。この燃料電池は排熱が高音になるためそれに対応する必要がある。この方法の1つとしてコンバインドサイクル発電が挙げられる。この方法は高温の排ガスを回収し、ガスタービンや蒸気タービンを回すことで発電を可能にするものである。 3つ目は固体酸化物形燃料電池。 この電池は電解質として酸素イオン伝導性を示す固体酸化物を用い、作動温度は700~1000度発電効率は45~60%である。この方法は高温の排ガスを利用し外部熱源なしに水素製造を行うことができる上に白金触媒を利用することなく電池反応を起こすことができるため今後の発展に期待されている。 4つ目は固体高分子形燃料電池。 この電池は固体高分子膜を電解質とし、作動温度は70~90度、発電効率は30~40%である。この電池は電流密度が高いため小型軽量化が可能であり小規模電源や移動電源に適している。しかしアノードには白金が用いられているため、白金に変わる他の物質が開発されればこの電池は更に注目されるようになると考えられる。
A.電気化学の技術を工業的に利用した化学工業。 1836年ダニエル電池が発明され、これを用いた金、銀、銅などのメッキ工業をもって始めとする。 そのダニエル電池について説明する。 ダニエル電池とはジョン・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。 アレッサンドロ・ボルタが1800年ごろに発明したボルタ電池は希硫酸にマイナス側が亜鉛極版、プラス側が銅極版という組み合わせであるが、プラス側で水素が発生して分極を起こし、すぐに起電力がなくなる欠点があった。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た。
A.1836年ダニエル電池が発明され,これを用いた金,銀,銅などのメッキ工業をもって始まったとされている。現在では、半導性材料を用いた液晶ディスプレイなどの生産に役立っている。
A.水素の製造と燃料電池 エネルギー貯蔵のための電気化学。 電池は電気エネルギーを化学エネルギーたくわえるデバイス(無機工業化学)。 乾電池、燃料電池、リチウム電池といろいろな電池が使われてきた(エネルギー変換特論)。
A.電気透析とは、溶解中のイオン性物質と、イオン交換膜が陽イオンと陰イオンを選択して透過させる性質を利用する分離技術を利用して、水に溶けているイオン成分を濃縮したり反対に除去する。電気透析では、イオン交換膜と電気の働きで溶液中のイオン性物質を分離し、脱塩・濃縮・精製・回収を短時間で処理することが可能である。電気透析は電気分解と異なり、低電流通電による透析なので、電気使用によるコストは安価である。かん水を脱塩し、飲料水を製造することなどに使われる。
A.「電気透析」 日本は四方を海に囲まれているが、塩の入手は簡単なことではない。食塩の溶解度曲線の通り、煮詰めても塩はあまり析出しない。これを解決させる方法が電気透析である。電気透析とは電気で浸透圧を変えて透析させる方法だが、ここで必要になるのが浸透膜である。例として、イオン交換膜はイオン交換樹脂を膜状にしたもので、膜の持つ電化によってイオンの流れを妨げたり、膜を通過させたりするという、選択透過させる膜である。陽イオン交換膜であるカチオン膜と陰イオン交換膜であるアニオン膜に分けられる。カチオン膜はマイナスの電荷交換基が固定されているため、陰イオンは反発し通過できず陽イオンのみを通過させる。反対にアニオン膜はプラスの電荷交換基が固定されて、陽イオンの通過を妨げ陰イオンのみを透過させる。製塩においては海水をろ過後、塩分濃度を凝縮する作業に用いられ、電気の力ではるかに効率よく海水を濃縮することができる。
A.イオンを通して液体を通さない透析膜を使って電気透析をして海水から食塩が作られている。
A.電気化学とはイオンや電子といった荷電粒子が関与する化学現象一般を取り扱う学問であり,その応用範囲は計測機器や分析機器を始めとして,電池,メッキ,半導体素子など広範にわたる。計測および分析の観点で見ると電気化学測定は,他の分析手法に比べて比較的簡便な装置構成で良いという特長があり,その他の化学実験操作や分析手法と組合せて使用されることも多い。例えば,滴定や液層クロマトグラフィ,水晶振動子マイクロバランスとの組合せは有名である。その汎用性や簡便性から研究開発に留まらず,臨床検査や環境計測など幅広い分野にて応用されている
A.セラミックスの合成の場合、1000度の高温が必要である。しかし、「電気」を使うと、室温で酸化物の合成が可能になる。また、電解合成した二酸化マンガンを乾電池の材料に使うと性能があがる。
A.電気化学工業のひとつにダニエル電池がある。英国でボルタ電池の水素の発生を抑えるために硫酸から硫酸銅にかえ、素焼きの容器で電解液を仕分けたのがダニエル電池である。素焼きの仕切りは多孔質の形状でイオンを通すができ、電解液中のイオンを移動させることができる。負極の電解液濃度を低くし、正極の電解液濃度を高くすることでより良い電池となる。
A.電気化学工業の一つに電気透析がある。そこで重要なのは、透析膜である。そこでイオン交換膜が出てきた。イオン交換膜とは、溶液中のイオンを選択透過させる膜のことであり、膜の持つ電荷によって溶液中のイオンの流れを妨げたり通したりする。陽イオン交換膜と陰イオン交換膜がある。製塩では、海水を濾過後塩分濃度の凝縮作業に交換膜が使われている。
A.海水から食塩水を取り出すのに、熱エネルギーよりも電気エネルギーを使った方が効率が良いということで、電気透析の技術を使用した。
A.電気化学工業とは、電気化学の技術が利用された化学工業のことで、金属に関わりが深い。 1つに電解精錬がある。電解精錬は電気分解で目的とする金属を析出させる精錬法で、銅や銀などの他にもスズやニッケルでも行われる。原理は高校化学の電解精錬と同じであるが、工場レベルになると想定どおりの結果にならない事も多い。 電解精錬などに代表される電気化学工業は電力を多く必要とするため、電力が安価で豊富な1910年代に発展した。
A.メッキは一般的な電気化学的な工業的手法である。メッキとは金属の表面処理のことであり、製品を装飾したり、耐食性、耐摩耗性を持たせるために行われる。電気を金属に流すことにより、金属を還元し析出させる電気メッキ法や、金属をアノード酸化させて表面に酸化被膜を作り内部を保護するアノード処理などがある。アノード処理されたアルミニウムの表面は酸化には安定であるが凹凸があり反応性に富む。この性質を利用し、種々の金属イオンを吸着させ着色する手法に電解着色法という。電解液の種類を変えることでアルミニウムに様々な着色を施すことができる。
A.融解電解によるアルミニウム精製について アルミニウムは世界的にホール・エルー法によって、精錬される。氷晶石とフッ化ナトリウムを電気炉で約1000°Cで融解させ、これに原料のアルミナを溶解し、黒鉛電極で電気分解を行う。分解されたアルミニウムは陰極に溜まり、酸素は陽極の黒鉛と反応して二酸化炭素となり、最終的に一酸化炭素となる。 Al2O3 + 3C → 2Al + 3CO
A.電気化学工業とは電気化学の技術を工業的に利用した化学工業であり、1836年ダニエル電池が発明され,これを用いた金,銀,銅などのメッキ工業をもって始まったとされる。今回はダニエル電池をピックアップして説明する。 ダニエル電池とはジョン・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。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、気体も発生しないため実用性が高い電池である。
A.電気化学は歴史としては、金、銀、銅などのメッキより始まったとされている。今では、カーバイト、電池、界面電気化学などがある。1836年にダニエル電池が開発されてから、電気化学の所要領域となり、メッキなどの技術が発展した。また、非鉄金属以外である電解ソーダ事業も発展した。現代では塩化物の製品の需要が急増したが、新しい石油開発工業の発展により、需要が減りつつある。
A.電力を用いて工業製品を生産していく化学工業のことである。電池の発明から始まり発展を遂げてきた。水を電解することによってアンモニアを生成したり、食塩電解によって苛性ソーダを生産するといった電解工業などが発展してきた。
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、負極にリチウムイオンを吸蔵、放出できる炭素などを用い、正極にコバルト酸リチウム等を用いた二次電池である。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。リチウムイオン電池をリサイクルすると、ニッケルやコバルト等が再利用できる。 リチウムイオン電池(LiB)用の正極材の高Ni化が進んでおり、二次電池用高Ni系正極材向けに水酸化リチウムの需要が増加している。水酸化リチウムは、かん水から生成する方法と、鉱石から生成する方法があり、硫酸リチウム(あるいは塩化リチウム)水溶液の電解からも得られる。 日本は資源がないため、リチウムは輸入に頼っている。輸入ができなくなればやはり日本のリチウムイオン電池工業は衰退してしまうのではないかと思う。以下に上手く工業を展開していくかは、高精度にリチウムを精製できるかにかかってくるのではないだろうか。
A.・電着塗装の電気化学 自動車の防食法として重要なものに電着塗装技術がある。電着塗装はイオン化された塗料の電気泳動原理によるものであり、方式にはアニオン系とカチオン系がある。1980年以降はエポキシ樹脂を主とするカチオン電気塗装が主流になっており、その利点は、耐食性に優れた塗膜が形成されること、ならびに塗料の電気伝導性が高くないため車体内部への付き廻り性がよいことなどがあげられる。 被塗物であるボディ側はカソードであり、水の電気分解が界面で起こり水酸化物イオンの生成と水素ガスの発生を伴う。そしてこの水酸化物イオンがある一定濃度に達すると、イオンの形で存在する樹脂と反応して塗膜を析出する。 カチオン電着塗装特有の問題に、クレーターと呼ばれる現象がある。これは、合金化溶融亜鉛めっき鋼板に生じやすいが、電着塗装条件によって水素ガスの異常発生となる現象である。
A.送電用や通信用LANケーブルを実現させるには純度の高い銅材を必要とした。銅は電気精錬を使って高純度のものを得ようとしたときに、いかに電気代を安くするかが重要であった。 なぜ純度の高い銅を得る必要があったか? 不純物を減らすと抵抗が減り、無駄なく送電できる。これを電気精錬で作られる「電気銅」という。
A.電気化学工業とは、原料から製品にする過程の化学反応に電力を利用する工業である。 代表的なものに電解によるアンモニア、水酸化ナトリウムの生産や、金属の精錬などが挙げられる。 この電気化学工業が始まりはダニエル電池の発明であると言われている。 ダニエル電池は素焼きの容器で電解液を分離し陽極に硫酸銅溶液、陰極に硫酸亜鉛溶液を用いた電池である。 これはボルタ電池のすぐに起電力が落ちるという欠点を改良しており、気体が発生という点でも実用性のある電池であった。
A. 電気化学工業のプラズマジェットという技術について説明する。 プラズマジェットは、気体放電のプラズマを陽極板にあけた小穴から噴出させ、高温高速の集中性のよい流れにしたものである。数万度の安定な高温プラズマ流が得られ、融点の高い金属の溶接や切断 、高温を応用した新しい化学反応の開発に利用される。耐火煉瓦やコンクリートなどの非金属材料の加工にも利用でき、水中での作業も可能である。 プラズマジェットを用いた切断のデメリットとして、電源がない屋外では使用が難しいことや、スラグを処理する必要があることなどがあるものの、レーザーよりも安全に操作を行えるとして広い場面で用いられている。
A.産業革命前後で世界人口が爆発的に増加し食糧難となった。それを解決する為に化成肥料を作った。化成肥料には窒素が重要である。そこで、ハーバーとボッシュは空中窒素固定法を編み出し、窒素を安定的に生成する事に成功した。しかし、この窒素は肥料に使われるだけでなく兵器にも使われてしまった。
A.イオン交換膜 食塩水を例としてイオン交換膜を説明する。食塩水を電気分解して、水酸化ナトリウムと塩化水素を製造する際に、カチオン交換膜が用いられる。この時水素も生成される。カチオン交換膜は負電荷を持つので、ナトリウムカチオンは透過することが出来るが、アニオンは静電反発によって透過できない。このように、どちらかのイオンを静電反発などを利用して分離することが出来るものをイオン交換膜という。
A.鉛電池は電池構成材料のコストの低さを理由に、これまで二次電池の主役を果たしてきた。
A.電気化学工業に電気透析がある。電気透析とは、溶解中のイオン性物質とイオン交換膜が陽イオンと陰イオンを選択して透過させる性質を利用する分離技術を利用して、水に溶けているイオン成分を濃縮したり、逆に除去することである。電気透析では、イオン交換膜と電気の働きで溶解中のイオン性物質を分離し、脱塩、濃縮、精製、回収を短時間で処理することが可能である。用途としては、食品加工調味料のリサイクル使用、甘味料製造プロセスにおける食塩の除去、各種タンパクからペプチド製造などがある。
A.製塩について 海水から食塩を取り出すためには熱エネルギーよりも電気エネルギーを使った方がはるかに効率が良い。 昔は塩田で大量の海水の水分を日光により蒸発させて作っていた。
A.かつて塩は海水を日光によって蒸発させることで得ていた。そのため得られる塩の量が少なく、塩は貴重品であった。しかし現代ではイオン交換膜を利用して海水を電気透析して製造しており、工業的に塩を製造している。海水から食塩を取り出すのに熱エネルギーを使用するより電気エネルギーを使用したほうがはるかに効率がをよく、大量に塩を生産することが可能になった。
A.トピック:ダニエル電池 ダニエル電池は、ジョン・フレデリック・ダニエルが1836年に発明した電池で、ボルタ電池の欠点を改善することによって作られた世界初の実用的な電池である。電極には負極にZn、正極にCu、電極を入れる溶液にはZnSO4とCuSO4が使われている。また、ZnSO4水溶液の濃度を薄く、CuSO4水溶液の濃度を濃くすることで放電を長く持続させることができる。
A.ダニエル電池の発明などが代表する電気化学の技術を工業に落とし込んだ分野。金や銀などのメッキ工業が始まりとされ、水銀法の解明で電気アルカリ工業へ続き、第一次世界大戦において今日の基礎が作られた。
A.電気化学により、海水等の塩水から塩を電気分解によって比較的簡単に取り出すことが出来る。ほかにも熱だと多大なエネルギーを必要とする水の電気分解も容易にできる。
A.電気化学工業には電気透析の原理を利用した技術が用いられている。電気透析は溶解中のイオン性物質と、イオン交換膜による分離技術を利用して、水に溶けているを濃縮したり、除去したりすることができる。この技術によって減塩醤油を製造したり、有害な硝酸性窒素を除去した安全な水道水を製造したりすることができる。
A.電気化学工業には主な製品として電池が挙げられる。2つの金属と一種類以上の電解液を使い、電位の差を利用して電力を作り出している。実験を繰り返すうちにより電力を持続させて使えるように改善されていき、今では乾電池などに利用されている。中でもリチウム電池はみんなが使っているスマホのバッテリーに使用されるなど重要なものになっている。
A.アルミニウムはボーキサイトからアルミナと呼ばれる酸化アルミニウムを精製し、それを融解塩電解法で還元してつくられる。この方法は電力を大量に消費するため、水力発電が可能なダムの付近で盛んにおこなわれる。
A.塩を生成するのには海水を沸騰させるだけでは不十分である。なぜなら、塩は溶解度が温度を変えても変化しないためである。そこで電気を使い、電気透析により効率よく海水を濃縮することで塩を生成することが出来る。
A.電気化学工業の一例として鉛電池があげられる。鉛電池はこれまで二次電池の主役を果たしてきた。その理由として電池構成の材料コストが低いのに理由がある。正極は酸化鉛で負極は鉛から構成される。酸素発生過電圧と水素発生過電圧が大きいことで単セルあたり2.0Vで電池電圧を形成することが特徴である。
A.ホール・エール法は1886年に唯一実用化されているアルミニウムの精錬方法である。氷晶石とフッ化ナトリウムを電解炉により1000℃ほどで溶解し、ボーキサイトからバイヤー法により99.95%まで精錬された酸化アルミニウムを5%程度溶解させ、炭素電極によって電気分解を行う。これにより、アルミニウムは陰極に留まり、酸素は陽極側で炭素と反応して一酸化炭素となる。 バイヤー法では、ボーキサイトを水酸化ナトリウムの熱溶液により洗浄し、溶液を濾過、冷却してできた沈殿を1050℃に加熱することで脱水が起こってアルミナ(酸化アルミニウム)が生成する。
A.電気を化学に使うことで温度や圧力で作れなかった化学薬品が作れるようになった。また製塩では熱エネルギーより電気エネルギーをもちいて電気透析を行うことで圧倒的に効率よく塩を製造できる。
A. 出席があることを忘れてしまっており、2-4回の出席を押し忘れてしまいました。 電気化学工業で利用される技術としてよく挙げられるのが、電気分解である。 洗剤を作るのになくてはならない水酸化ナトリウムは、食塩水の電気分解をすることで作られる。また、漂白剤に必要な塩素も同様であり、塩素は工業において大切な塩酸のもとにもなっている。 化学工業において、電気というものは切り離せないツールの一つである。
A.電解採取について述べる。電解採取は水溶液中に溶解させた金属を電気析出させ、酸化や還元によって塩素や水酸化ナトリウムを取り出したりする。酸化させる電極のことをアノード、還元させる電極のことをカソードという。 一般的に電解採取に適用される金属は鉛や銅、金、銀、亜鉛、アルミニウム、クロム、コバルト、マンガン、希土類、アルカリ金属である。 アルミニウムについては、電気分解は唯一の生産方法である。
A.アルミニウムの電気精錬について説明する。1870年に直流発電機の発明で電気精錬が工業化された。唯一実用化されているアルミニウム精製法はホール・エルー法と呼ばれ、溶融させた原料を電気分解することで目的物質を得る方法である。融剤としてヘキサフルオロアルミン酸ナトリウムとフッ化ナトリウムを電解炉により1000℃程度で溶解し、酸化アルミニウムを加え上で炭素電極によって電気分解を行う。この際、大量の電力を消費するので、アルミニウムは電気の缶詰と呼ばれることがある。
A.銅の電解精錬について 粗銅板を陽極、純銅板を陰極として、硫酸酸性硫酸銅(II)水溶液中で行う。 電気分解をもちいて行うものである。 陽極ではこの粗銅から銅イオン、に加えて銅よりもイオン化傾向が大きい鉄イオンなどが溶け出す。これによりイオンになりにくい金、銀、などは粗銅中から外に出て陽極の下に陽極泥として沈殿する。 この、イオン化傾向が銅は低いため(他の金属よりイオンなりにくいため)に純度を上げることができ、銅の精錬が可能となっている。
A.電気工業化学の一つ、イオン交換膜について。食塩水を電気分解して水酸化ナトリウムと塩素を製造する際にはカチオン交換膜が用いられ、この時水素も発生する。カチオン交換膜は負電荷をもつため、ナトリウムイオンは透過できるがアニオンは静電反発で透過できない。膜の耐久性が要求されるため、フッ素化ポリマーが用いられるようになった。
A.電気化学は物質間の電子の授受と、それに付随する諸現象を扱う化学の分野である。電気化学工業が関わる製品について、電池が挙げられる。電池の原理は、生物学者ガルバーニにより鉄の柵にぶら下げたカエルの足に針金をひっかけると、足が痙攣することから発見された。ガルバーニのカエルの実験をヒントに、物理学者ボルタが1800年に「ボルタ電池」を発明した。この電池には2種類の金属を溶液につけた形状で、銅と亜鉛と食塩水が用いられた。様々な発展により、人工衛星に太陽電池、NASAに燃料電池など、宇宙の研究にも役立っている。
A.たばこはアメリカ大陸の古代文明の中で、儀式用の植物として人類に利用されたことを文化的な起源とし、16世紀以降に嗜好品として世界中に広まった。16世紀末に日本に伝来し、江戸時代に独自のたばこ文化が生まれた。塩は、岩塩に恵まれない日本では、海水を原料として濃い塩水を作り煮詰める、独自の製塩技術が発達した。
A.ボルタ電池はダニエル電池の改良型の電池である。 改良された点としては、分極が起こる心配がなく断続的に電気を得ることが可能である。
A.電気化学工業ではメッキについて取り上げます。 私の弟はもう働いていて、JXグループの銅板のメッキ工場で働いています。なので今回はメッキについて僕も学んでみようと思います。 <銅メッキ> 昭和30年ころまでは光沢シアン化銅めっき浴が盛んに研究され、鉄素材に硫酸銅めっき後仕上げ研磨(銅仕上げ)を行い→ニッケルめっき→クロムめっきという工程が普及しました。また、シアン化銅めっきが主流となった時代もあり、厚付けの研究もなされ、銅仕上げ後直接クロムめっきが行われました。 昭和40年代になると、光沢、レベリングのあるピロリン酸銅めっきや硫酸銅めっきの開発がなされました。 特性を生かして、電磁波シールド、浸炭防止、印刷ロール、はんだ付け性などに利用され、今日では、自動車外装部品などプラスチック製品の下地めっきとして用途が広がっています。 銅めっきの最も大きな特徴は電気伝導性が優れていることで、プリント基板のスルホールめっきなどに利用され、 銅めっきがなければ電子機器が動かないといえるでしょう。
A.電気化学の技術を工業的に利用した化学工業で、 ボルタ電池を用いた金,銀,銅などのメッキ工業をもって始まったとされている。 メッキ工業の歴史について、 近代の電気化学から電気めっき法を発明したのは1805年のことである。ブルニャテッリは同僚のアレッサンドロ・ボルタが5年前に発明したボルタ電池を使い、世界初の電着を行った。 1839年、イギリスやロシアの科学者がそれぞれ独自にブルニャテッリと同じ電気めっき法を考案し、印刷機用の版の銅めっきに使用した。まもなくイングランドのバーミンガムに住むジョン・ライトが、金めっきや銀めっきの電解液としてシアン化カリウムが適していることを発見した。1840年、ライトはジョージ・リチャーズ・エルキントンとヘンリー・エルキントンと共に世界初の電気めっき法の特許を取得した。彼らはバーミンガムにめっき工場を作り、そこから世界中に電気めっきが広まっていった。 この回出席ボタンを押し忘れてしまいました。 申し訳ございませんでした。
A.製塩業では、イオン交換膜と電気エネルギーを利用してかんすいを採り、真空蒸発缶で煮詰める方法が用いられている。陽イオン交換膜と陰イオン交換膜を交互に置いて電流を流すと、塩素イオンとナトリウムイオンはそれぞれ逆方向に移動し、膜と膜との間に濃い塩水ができる層と薄い塩水ができる層に分かれる。これによって濃い塩水を得ることができる。広大な塩田が必要なく、天候にも左右されないため、この方法によって塩を安価にかつ安定供給できるようになった。海水からを取り出すには熱エネルギーを用いるよりも電気エネルギーを用いたほうが効率が良い。
A.電気化学工業に分類されるものの一つに電解精錬がある。電気精錬の代表的なものとして銅の工業的製法がある。銅は原料となる黄銅鉱にコークスと石灰石を混ぜて溶鉱炉で加熱して硫化銅が生成する。その硫化銅を天炉に入れて酸素を吹き込んで過熱して粗銅を得て、最後に電解精錬を行うことで純度の高い銅を得る。電解精錬は、初めに粗銅を陽極に、純銅を陰極にして硫酸銅(Ⅱ)水溶液に電気分解を行う。その後、陽極に含まれる金属のうち、銅と銅によりイオン化傾向が高い金属が電子を放出して溶けだす。陰極で銅イオンが電子を受け取り、純銅になり陽極板に張り付く。
A.水素ー酸素燃料電池を紹介する。触媒の作用下で水素と酸素を反応させ、エネルギーを取り出す。つまり、化学エネルギーを電池エネルギーに変換する。
A.電解製造の方法には、電解採取と電解合成がある。このうち電解採取とは、浸出 (リーチング)などのプロセスによって水溶液中に溶解させた鉱石中の金属を電解析出させる技術であり、電流を不活性な陽極から金属を含んだ水溶液である浸出液に流し、金属を電気めっきのように陰極に析出させて回収する。ほとんどの金属の硫化物や塩は、導電性があり、溶融塩または水溶液として電気化学的な酸化還元反応を効率的に起こすことができる。 参考文献: https://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E8%A7%A3%E6%8E%A1%E5%8F%96
A.電気化学工業の長所と短所を紹介する。長所としては送電が容易である。これは石炭、石油など他のエネルギー源の輸送費および輸送に払う努力に対して絶大なる利益である。オートメーションが容易である。また、電気化学独特の反応がある。したがって、化学反応と電解反応を適宜組み合わせる事によって各種の反応を行わせることができる。短所としては、イオン反応にしか使えない、受電、変電、発電の設備が企業の負担になってしまうことである。
A.製塩の方法として、イオン交換膜を用いる方法がある。海中の塩分は、ナトリウムなどの陽イオンと塩化物などの陰イオンが含まれている。陽イオン交換膜と陰イオン交換膜を交互に並べて海水を入れ、両側の電極から直流電圧をかけると、陽イオンはマイナス極側に移動し、陰イオンはプラス極側に移動する。したがって、濃い塩水の部分と薄い塩水部分に分かれる。濃い塩水から水蒸気で加熱し、水分を蒸発させて塩の結晶を生成する。
A.イオン交換膜 イオン交換膜は、食塩水を分解して水酸化ナトリウムと塩素を製造する際に利用される。イオン交換膜であるカチオン交換膜は負電荷をもつので、ナトリウムカチオンは通過できるが、アニオンは静電反発により通過できない。
A.リチウムイオン電池について リチウムイオン電池は軽量・小型・高電圧という特徴を持っているため、携帯電話やノートパソコン、デジタルカメラなど多岐にわたって使用されている。リチウムは大きく分けて2種類の方法で生産されている。1つはかん水産という方法で、主に南米で見られる塩湖のかん水からリチウム分を採取する。もう1つは、鉱石産という方法で、主に豪州の鉱山で産出されるスポジュメン鉱石を原料にリチウム分を採取する。しかしながら、どちらの方法にしても、日本は資源がないため、リチウムを他国からの輸入に頼らなくてはいけない。リチウムイオン電池の正極はLiCoO?が実用化されてきたが、前述のような理由から、近年では、コバルトの資源性やコスト、あるいはコバルト酸化物系の安全性が勘案され、ニッケル酸化物系やマンガン酸化物系、あるいはこれらの混合体の実用化が活発になってきている。一方、負極には黒鉛やハードカーボンなどが適用されている。リチウムイオン電池の電解液は、PCやECなどの環状カーボネートと、DMCやDEC、MECなどの鎖状カーボネートとの混合物が用いられている。電池反応は、リチウムイオンの層間挿入による固相反応によって行われる。
A.電気化学の技術の1つとして、電気透析がある。もともと塩の生成法としては、海水を塩田に引き込み日光で蒸発させることで生成する海塩や、アカモクなどの海藻を濃縮した海水などに漬け、乾燥させる藻塩などがるが、電気透析などの電気化学の技術ができたことで熱エネルギーを利用した製塩法から電気エネルギーを利用した効率の良い方法が利用され始めた。
A.電気化学工業とは電気化学の技術を工業的に使用した工業でメッキ工業や電気精錬などがその例である。メッキ工業について以下述べる。メッキ工業には電解メッキというメッキ加工方法があり、これは電気分解により金属を分解して非メッキ金属の表面に析出させる方法である。メッキ加工法の中でも特に低コストで生産性も高く、様々な金属に適用できることから幅広く用いられている。
A.電気透析 塩を作るには、海水を沸騰させるなどの大量のエネルギーを使用することをしていて大変だったが、遙かに効率のよい技術として電気透析が生まれた。これは電気によって浸透圧を変化させることによって海水を濃縮する。これに必要となる透析膜は、まさしくいまの医療、コロナウイルスによる重症者の治療にも使われる。
A.電解液に金属を浸すと電子の移動が起き、電極に変化が起きることを応用して、さまざまな技術が開発された。半導体はその代表格で、現代社会にはなくてはならないものになっている。
A.塩の塩析 塩を海水から取り出す方法は、昔は天日干しであったが、現在は電気透析を使用することが多い。海水から塩を取り出すためには、海水を全て蒸発させなくてはならない。これにはエネルギーがかなり必要で、効率が悪いため昔は塩はお金の代わりに使われるくらい基調であった。しかし技術が進歩し、電気の力とイオン交換膜を使って透析をすることで塩を簡単に取り出せるようになったのだ。
A.海水を電気分解すると次亜塩素酸ナトリウムが得られる。次亜塩素酸ナトリウムは水道水の消毒に用いられていて、水道水を安心して飲めるのはこの次亜塩素酸ナトリウムのおかげである。
A.電着塗装 電着塗装とは自動車の防食等に用いられる技術である。イオン化された塗料の電気泳動を原理としたものであり 、方式とにはアニオン系とカチオン系がある。当初はアニオン電着塗装が主流であったが、現在ではカチオン電着塗装が主流となっている。理由としては、耐食性に優れた塗装が形成されることや塗料の電気伝導性が高くないことによる車体内部への付きまわり性が良いことが挙げられる。さらに、現在では圧膜型カチオン電着塗装が普及し、従来よりも厚い膜厚で塗装を行うことができるようになった。
<!-- 課題 課題 課題 -->
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<a href='https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/developer/WebClass/WebClassEssayQuestionAnswer.asp?id=9'>
<q><cite>
</q></cite>
</a>.
<a href='https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/developer/Asp/Youzan/@Syllabus.asp?nSyllabusID='>
<a/a>・
<a href='https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/developer/Asp/Youzan/@Lecture.asp?nLectureID='>
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</li>
<!-- 課題 課題 課題 -->
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。