科学の鉄人らんま先生のかんたん・びっくり!環境実験ラボ

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1.「燃料電池」をつくって発電しよう!

水を酸素と水素に分解して電気をつくる、本格的な「燃料電池の発電実験」だよ

保護者のみなさまへ
カッターナイフを使いますのでけがにはご注意ください。実験材料はホームセンターなどで入手できます。お店でこのような実験をするとご相談いたただければ、適切なものをお教えいただけると思います。

使うもの

  • ①スポーツドリンク
  • ②フタつきのプラスチックコップ
    (300ミリリットルサイズぐらい)
    ハンバーガーショップのジュースやお店で売っているパフェのカップでもいいよ。
    使うときはきれいにあらっておくこと。
    なければ、厚紙でフタをつくってもOK。
  • ③えんぴつ2本(上下をけずってしんを出しておく)
  • ④みの虫クリップつきリード線(約20センチ)2本みの虫クリップがなければ、ふつうのリード線でもOK。
  • ⑤角形電池9V 100円ショップでもよくみかけるよ。
  • ⑥電子メロディ ホームセンターやインターネットで買うことができるよ。
  • ⑦カッターナイフ

実験の準備

  • ①カップのフタにカッターナイフで十字に切れ目を入れえんぴつを通す。けがに注意。大人に手伝ってもらうこと。

  • ②カップにスポーツドリンクを入れる。入れる量はカップの6分目ぐらい。

  • ③フタをかぶせ、えんぴつのしんがスポーツドリンクにつかるようにする。

ポイント! えんぴつどうしが、くっつかないように注意。カップのそこや横にもふれないようにね!

実験開始!

まずはスポーツドリンクを電気で分解!

  • ①リード線のみの虫クリップで、それぞれのえんぴつのしんをはさむ。しんが折れないように注意。
    次に、えんぴつのしんをはさんだそれぞれのリード線を角形電池につなぐ。電池の+は赤いみの虫クリップ、−は黒いみの虫クリップではさむこと。ふつうのリード線の場合は、しんにまきつけて、セロテープなどで外れないようにとめよう。

ポイント! みの虫クリップがしっかりと、えんぴつのしんと電池の+と−をはさんでいるかよく確認(かくにん)すること。

  • ②電気分解がはじまると、えんぴつのしんからあわが出はじめるので、この状態を3分間続ける。 長時間電気分解しないように注意すること。

ポイント! 小さなあわが出ていれば、電気分解されている証拠(しょうこ)。
あわが出なければ、みの虫クリップが外れていないかチェックしてね。

さぁ、いよいよ発電だ!

  • ①電気分解を3分間行ったら、電池につないでいたみの虫クリップを外して、電子メロディにつなぐ。

ポイント! 電子メロデイの+と−をまちがえずにつないでね。赤が+、黒が−。

音が聞こえたら発電成功!あわが消えていくと同時に、音も小さくなっていきます。

らんま先生の解説

どうしてメロディが聞こえたの?

スポーツドリンクには、イオンというものがふくまれていて、電気が流れやすくなっています。こうした電気が流れやすい水を、電解水溶液(でんかいすいようえき)といいます。食塩水なども電解水溶液です。だから、この実験は食塩水でもできるんだよ。
さぁ、ここからが大切なポイントです。

<水の電気分解><燃料電池>

電解水溶液に電気を流すと、酸素と水素に分かれます。実はこの実験のあわの正体、プラス極のあわは酸素で、マイナス極のあわは水素なんだ。
これが「水の電気分解」なんです。
そして、電子メロディをつなぐことで、分かれていた酸素と水素がくっついて水にもどり、その時につくられた電気でメロディが聞こえたんです。このように酸素と水素を使って電気をつくるそうちを「燃料電池」とよびます。
参考:永岡書店「中学生ecoの自由研究 ガリレオ工房(編著)」

らんま先生のこばなし

燃料電池はエコカーのバッテリーなどによく使われています。
燃料電池は、電気を効率(こうりつ)よく、つくるという特長があります。
わたしたちが使う電気の多くは、火力発電でつくられていて、たくさんの燃料を燃やす必要があります。もしも、ほとんどの電気を燃料電池でつくることができれば、環境(かんきょう)にやさしいのですが、燃料電池はねだんが高く、火力発電の代わりとなるには、まだまだ、研究しなくてはならないことがたくさんあるんです。

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