らくらく化学実験_炭電池 酸化還元

ただの炭ではすみません


 電池を分解したことがある人ならわかるかもしれませんが、中に何やら黒っぽい棒が入っていたのを憶えていますか?あれは炭素でできた棒で、電池の電極の役割を果たしていたのです。ここでは同じ黒色の炭である活性炭を使い、電極とした簡単電池を作り、ただの炭ではすまないその働きについて学びましょう。
「手 順」
  1. アルミカップ(薄紙付き)に、活性炭を大さじ3杯程度入れ、さらに小さじ1杯の食塩水を含ませる。
  2. アルミカップ+食塩水を含む薄紙+活性炭の組合せを電池1ユニットとし、これを4セット作りそのまま層状に重ね上げる。
  3. 下のアルミカップを電極として、電子オルゴールのコードをセロテープで止め、もう一方のコードは上の活性炭の中に差し込む。
  4. 容器などで上から強く押さえつける。

何層か加えると確実

上からギュッと押さえつける
動 画:電子オルゴールが鳴る カッコーワルツが聞こえますか?
「注意と工夫」
  1. 電子オルゴールの代わりにソーラー電池用のモーターを使い、プロペラ等をまわすこともできます。
  2. 起電力が不十分ならアルミフォイル層を増やしてみて下さい。
  3. 活性炭は新しい物を使うか、あらかじめ軽く火であぶっておくと良いでしょう。

「解 説」
炭が電極に
 
炭が電極として優れている理由は、その導電性に加え、微細な空間を作り易いからです。炭素は陽極として、アルミホイル側から供給された電子を酸素に渡し、水酸化物イオンになるのを助ける働きをすることになります。式で表すと、
        +2HO+4e→4OH
ですが、炭素電極に酸素分子が高濃度で存在すれば、それだけ電気が流れやすくなることがわかります。特に活性炭のように微細な間隙(非疎水性の表面積=約1500m 2/g)を持つものは、酸素を蓄えておけるので、有効な電極になります。

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編集:山田暢司