燃料電池と太陽電池

別項で一次電池・二次電池について取り上げましたが、本項では燃料電池と太陽電池について説明しましょう。どちらも現在ではよく知られるようになった電池です。

まず、燃料電池について取り上げましょう。
燃料電池も化学反応を利用した電池ですが、一次電池・二次電池から取り出せるのは蓄えられているエネルギーであるのに対し、燃料電池は理論上、外からの燃料と酸素の供給が続く限り継続的にエネルギーを生み出せるという大きな違いがあります。

燃料電池に供給する燃料としては水素や都市ガスがありますが、車などで利用され注目されているのは水素です。ここでは水素を燃料とした燃料電池をもとに説明していきます。
燃料電池の化学反応式は以下のようになります。

お気づきになったと思いますが、これは水の電気分解の逆の式です。

この化学反応をさせるために燃料電池には触媒が入っていることが多く、触媒自体は反応によって消費されるものではないので、理論上は燃料が供給され続ける限りエネルギーを生み出せるといえるのです。

燃料電池には代表的なものとして以下の種類があるので覚えておきましょう。

続いて太陽電池を取り上げます。
太陽電池は今や電力供給の一部を担っているので理解しておくのは重要です。
エネルギーを生む流れですが、太陽からのエネルギーをソーラーパネルで受け、光起電力効果によって発電するというものです。
光起電力効果とは、光エネルギーがソーラーパネルに当たることによって半導体の電子が動き発電する効果のことをいいます。
パネルの材質は、化合物系・有機系・シリコン系とありますが、主流なのはシリコン系です。

太陽電池によって発電された電力を使用するために不可欠なのはパワーコンディショナーです。
パワーコンディショナーは、直流を交流に変換するインバータの機能と電圧を安定させるためのコンバータの機能をもっており、それによって太陽電池の電力が商用電力として供給できるようになります。

一次電池・二次電池や燃料電池は化学反応によって電力を作りますが、太陽電池では発電のために化学反応はありません。
電池の仕組みや特徴、違いを明確に理解しておきましょう。

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