リバーシブル型の燃料電池
を用いた
水の電気分解
と
燃料電池
2012.11.16 津金 一彦
1.水の電気分解
▲写真１ 装置全体図
▲写真２ 精製水を入れる ▲写真３ 傾けて集気円筒の空気を出す。
▲写真４ 電源装置 ▲写真５ 電気分解を観察する生徒
1.水槽部に3/4程度の純水または精製水を入れる。
（写真２）
2.本体を傾けて、集気円筒と燃料電池セルに水を充
満させます。（写真３）
◆燃料電池セルに水が入りにくい時は指でチューブ
の空気を押す。
◆本体を傾けすぎると空気抜き用の穴から水がこぼ
れるので要注意。
3.本体の端子に乾電池2個（3Ｖ）などを接続すると電
気分解を開始する。（写真４）
◆電池の極'性に注意する。
4.気体が適度に発生した後は、電源を外す。
◆水素が最も下のメモリになった時点が止め時
5.酸素と水素がたまった状態（写真６）
6.集気円筒のゴム栓を外し、線香などを近づけて水
素や酸素であることを確認する。（写真７）
端子にモータや電子オルゴールを接続すると燃料電
池の実験ができる。
本ページの構成 １．水の電気分解・・・・（P1） ２．燃料電池の実験・・・・（P2)
３．燃料電池の酸素・水素消費量をグラフ化する・・・（３P) ４．実験装置の特長・仕様・・・（４P)
５.実験装置改良希望点・・・（５P) ６．従来の装置（H管）の紹介・・・昭和５６年購入・・・（６P)
▲写真６ 酸素と水素がたまった状態 ▲写真７ 線香の実験
2.燃料電池の実験
▲写真８ モーター３個を負荷として接続 ▲写真９ ストップウォッチで経過時間を測定
３．燃料電池の酸素・水素消費量をグラフ化する
■パソコンを使って整理する
■グラフ
0
2
4
6
8
10
12
15 45 75 105 135 165 195 225 255 285 315 345 375 405 435 465 495 525 555
集気筒の目盛変化値
時間（ｓ）
燃料電池の酸素・水素の使用量
H2（目盛）
O2（目盛）
４．実験装置の特長・仕様
■説明書より抜粋
＜概要＞
・リバーシブル型の燃料電池セルを内蔵し、水の電気分解と燃料電池の両反応を実験できます。
・従来のような水酸化ナトリウム溶液ではなく、純水または精製水を使用しますので、安全に実験できます。
・電気分解によって発生する気体は、実験器の集気円筒に集まるため、ゴム栓を外して線香などを近づければ、
従来の電気分解装置と同様に水素と酸素の確認ができます。
・水素と酸素を発生させた後、電子オルゴールやモータ(別売)を実験器の端子に接続するだけで、燃料電池の実験
を行うことができます。
く主な仕様＞
本体 ：透明アクリル樹脂製、150(W)×90(D)×100(H)､m、端子付
燃料電池セル：リバーシブル型、約55×55×18mm、出力約0．7Ｖ
その他 ： シリコンゴム栓（No.3）2個付
＜燃料電池セルの交換について＞ ※燃料電池セルは予告なく仕様変更する鳩合があります。
燃料電池セルは長年のご使用により発電能力が低下しますので、その際はセルの交換をお奨めします。
交換をお奨めします。以下の手順で交換を行って下さい。
1.燃料電池セルに水が入っていない状態で4箇所のチューブを外し、ピン端子も外します。
2.燃料電池セルを取り外し、新しいセルと交換します。
▲燃料電池セル ▲ 燃料電池セル拡大写真
５．実験装置の改良希望点
１．集気円筒の改良を
（１）もっと細く高く
気体の発生や消費のときに変化を見やすく
したいため長さを細く長くしたい。
・肉厚のアクリルパイプを使うとよい
・肉厚にすると強度も保てる
(2)目盛りが読みにくい
・目盛りに数値を下から入れていただきたい。
・できたら一目盛りを1mﾘｯﾄﾙとか0.5mﾘｯﾄﾙ
で刻んでもらいたい。
・現在の方法では、現象を捉える装置の傾向
が強い気がします。
・燃料電池の酸素・水素消費量を今回のように
グラフ化する場合は特に大切である。
（３）目盛りの後ろを黒く塗る
・右の写真でもわかるように、後ろの部分が
透明のため、不要なものが見えてしまい
目盛りを読みにくくしている。
・繊細な線で目盛りが描かれているため
読みにくい、もっと太い線にしてほしい。
・後ろが黒だったら線は白がよいでしょう。
２．ゴム栓が取りにくい。 ▲目盛りが読みにくい集気円筒
・集気円筒にテーパー加工する。
・ゴム線をもう少し小さなものにする。ぴったりしたものにする。
３． H2とO2の文字を消す
・親切だが、これがあると｢電気分解の答えが｣がバレバレです。
・実験をして予想をするという基本的なことができなくなります。
・目盛りの色を変えるとか、AとかBならちょっといいかな。
４．モーターの挿す台を作ってほしい。
・負荷の大きさを変えるにはモーターの数を増やす。
・１個の場合、２個の場合、３個の場合といったように
増加したい。
・モーターを台の上に差して線とか少なくしたい。 ▲ごろごろしたモーター
・コネクタを使ってさせるようにするとよいでしょう。
・透明アクリルで製作するとよいでしょう。
▲配線もごちゃつく
６．従来の装置（H管）の紹介・・・昭和５６年購入
昭和５６年に購入したことが記されている。
■ 昭和５６年から平成１５年まで使ったとすると３４３名の生徒が
これで学習した事になります。
■H管のベース部分と説明板
■説明板拡大図
