燃料電池とは水素と酸素を利用した次世代の「発電システム」です。電池には、使い切りの一次電池と、 充電すると何回も使える二次電池があります。一次電池は、家庭でよく使われる乾電池、二次電池には携帯電話などのバッテリーでよく使われているリチウムイオン電池や自動車に搭載されている鉛蓄電池などがあります。 燃料電池は燃料となる水素と酸素を供給すると電気を作りつづける発電装置なのです。
資料：NEDO 独立行政法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構
燃料電池の仕組み
水の電気分解と逆の原理で発電を行ないます。水の電気分解は水に電気を流すと水素と酸素を発生しますが、 燃料電池はその逆の原理を活かし、水素と酸素を利用して電気を作り出します。地球環境にやさしい「発電システム」として研究開発が進められています。
燃料電池の内部を覗いてみるとセルと呼ばれる板状の物がたくさん積み重ねられています。セルとセルの間にはセパレーターがあり、隣同士になる水素と酸素の通路を仕切り、
さらに電気的につなぐ役割をしていますセルは単電池とも呼ばれ、プラス電極（空気極）とマイナス電極（燃料極）が電解質を挟んだ構造をしています。空気極と燃料極は気体を通す構造をしており、
反応に必要な酸素や水素はその中を通ることになります。また空気極と燃料極には数多くの細い溝が掘られていて、ここを酸素と水素が通ることによって反応が起こります。
水素は電極中の触媒の働きで、電子を切り離して水素イオンになります。
電解質はイオンしか通さないという性質を持っているため、切り離された電子は外に出て行きます。
電解質の中を通った水素イオンは、反対側の電極に送られた酸素と外部から電線を通じて戻ってきた電子と反応して水になります。
この電子とイオンに分かれるところが燃料電池の仕組みの重要なポイントです。
電子が電線を移動する＝電流が流れる→→→電気が発生した（発電を行なった） ということになります。
燃料電池の特徴
- 排熱を利用した総合発電エネルギー効率は既存の発電システムに比べはるかに高い。
- 他の発電装置と比べると低騒音・低振動である。
- 環境汚染物質をほとんど出さない地球環境に配慮した新しい発電システムである。
参考資料：NEDO 独立行政法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構
燃料電池の種類
燃料電池には電解質によっていくつかの種類があります。燃料電池は、水素と酸素(空気)から化学反応によって電気と熱を取りだします。その原理は共通ですが、 電解質の種類によっていくつかに分類されます。燃料電池は、その種類によって運転温度が大きく異なっており、それにともなって発電規模や利用分野も異なったものとなっています。
燃料電池の現状と今後
・燃料電池自動車
皆さんは、最近ニュースや新聞などの報道で「燃料電池自動車」というものを耳にしたことがあるかと思います。今、燃料電池で車を走らせる技術が日本では発達しています。
燃料電池自動車について詳しく知りたい方は↓
参考資料：NEDO 独立行政法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構
http://www.nedo.go.jp/kaisetsu/evm/ev03/ev03_p.html
・家庭用燃料電池
家庭用燃料電池は、LPGガス、石油、都市ガス等の燃料から「水素ガス」を作り、空気中の酸素と化学反応させて発電します。
発電した電気は小容量である為、不足分は系統連係した電力会社の電気を利用します。同時に発電時に発生する熱を利用して、
温水を取り出し、お風呂や給湯に利用することができる次世代の発電装置なのです。
今、さまざまなメーカーは燃料電池コージェネレーションシステムとして新しい生活様式を考えているのです。
※コージェネレーションシステム
熱と電気を同時に供給することができる熱電供給システムのこと。
