燃料電池と反応
水素$H_2$を燃焼させると、以下のような反応が起きます。
$2H_2 + O_2 → 2H_2O$
このように、水と酸素を使って電気を発生させる電池を燃料電池いいます。
ここで、リン酸型燃料電池の反応についてみていきましょう
負極の反応
負極では水素が反応します。
負極なので、電子が出ることを根拠に反応式を覚えましょう。
$$2H_2 → 4H^+ + 4e^- - ①$$
正極の反応
正極では酸素を使用します。
正極では電子が入ることを根拠に反応式を覚えましょう。
$$O_2 + 4H^+ + 4e^- → 2H_2O - ②$$
全体の反応
負極と正極の反応式を足すと、全体の反応式を得ることができます。
$2H_2 → 4H^+ + 4e^- - ①$
$ +)O_2 + 4H^+ + 4e^- → 2H_2O - ②$
$2H_2 + O_2 → 2H_2O$
このように最初で示した化学反応式が表れました。
この式より、正極反応より、4molの$e^-$に対して、2molの$H_2$が、
負極反応より4molの$e^-$に対して、1molの$O_2$が必要であることがわかります。
初版:2022/9/30
