高校化学「電池と電気分解」燃料電池の電気量や効率�A

高校化学「電池と電気分解」燃料電池の電気量や効率�A

◆問題

水素の燃焼反応を利用したいわゆる燃料電池を１．９３×１０⁵秒間稼働させたところ、液体の水が３６．０ｇ生成した。電極間を流れた電圧は１．００Ｖ，ファラデー定数を９．６５×１０⁴として、次の問いに答えよ。

(1) 回路を流れた電子の物質量を求めよ。

(2) 平均電流[Ａ]と燃料電池から供給された電気エネルギー[ｋＪ]を求めよ。


解答解説はこのページ下


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◆解答解説

電子の物質量から電気量がわかり、電気量と時間から電流がわかる。という流れです。

(1)より電子は４ｍｏｌ流れたことがわかっています。

１ｍｏｌの電子が流れると、９．６５×１０⁴Ｃの電気量になるので、

４×９．６５×１０⁴＝３８．６×１０⁴＝３．８６×１０⁵[Ｃ]

これだけの電気量を、１．９３×１０⁵秒で流したので、１秒あたり

(３．８６×１０⁵)÷(１．９３×１０⁵)＝２．００

１秒あたりの電気量が電流なので、求める平均電流は２．００Ａ


燃料電池から供給される電気エネルギーは、「電流×電圧×時間」で求められるので、

２×１×１．９３×１０⁵＝３．８６×１０⁵Ｊ＝３．８６×１０²ｋＪ

となります。


次の問題→変換効率


◆関連問題
用語と基本的な構造→ボルタ電池、ダニエル電池、鉛蓄電池、マンガン電池、燃料電池
電池・電気分解まとめ


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