学研（がっけん）サイエンスキッズ

最近（さいきん）、「燃料電池（ねんりょうでんち）」ってことばをよく聞（き）かないかな？
環境（かんきょう）にやさしいエネルギーってことで、最近（さいきん）注目（ちゅうもく）が集（あつ）まっている。
だから「愛・地球博（あい・ちきゅうはく）」でも、たくさん利用（りよう）されているんだよ。
会場（かいじょう）を走（はし）る大型（おおがた）バス（トヨタ＋日野自動車（ひのじどうしゃ））は燃料電池（ねんりょうでんち）を使（つか）った電気自動車（でんきじどうしゃ）だし、日立（ひたち）グループ館（かん）で使（つか）う情報（じょうほう）表示（ひょうじ）端末（たんまつ）「Nature Viewer」は、小（ちい）さな燃料電池（ねんりょうでんち）で動（うご）いている。
また、日本政府（にほんせいふ）館（かん）の電気（でんき）は、燃料電池（ねんりょうでんち）を使（つか）って供給（きょうきゅう）されているんだって。
将来（しょうらい）、各（かく）家庭（かてい）で使（つか）うことを考（かんが）えた「家庭（かてい）用（よう）燃料電池（ねんりょうでんち）システム」も展示（てんじ）されているよ。

水（みず）の電気分解（でんきぶんかい）
（出典（しゅってん）＝NHK高校（こうこう）講座（こうざ）-学校（がっこう）放送（ほうそう））

「燃料電池（ねんりょうでんち）」っていったいなんだろう。「燃料電池（ねんりょうでんち）」は、水素（すいそ）と酸素（さんそ）を使（つか）って電気（でんき）を作（つく）りだす発電装置（はつでんそうち）なんだ。発電（はつでん）するといっても、タービンを回（まわ）したりするわけじゃないよ。化学反応（かがくはんのう）を利用（りよう）しているんだ。
「電気分解（でんきぶんかい）」っていう実験（じっけん）、知（し）っているかな？　水（みず）に電気（でんき）を通（とお）して、酸素（さんそ）と水素（すいそ）を発生（はっせい）させるっていうもの。これをぎゃくにしたのが、燃料電池（ねんりょうでんち）なんだ。水素（すいそ）と酸素（さんそ）を化学反応（かがくはんのう）させて「電気（でんき）」と水（みず）を作（つく）るんだよ。
実際（じっさい）に開発（かいはつ）されている燃料電池（ねんりょうでんち）は、水素（すいそ）と酸素（さんそ）を含（ふく）む物質（ぶっしつ）の間（あいだ）に、「電解質（でんかいしつ）」という、電気（でんき）を取り出（とりだ）すのに利用（りよう）する物質（ぶっしつ）をはさんだ形（かたち）になっている。
電解質（でんかいしつ）の種類（しゅるい）によって、小（ちい）さいものから大（おお）きなものまで、いろんなタイプが研究（けんきゅう）されているんだ。
燃料電池（ねんりょうでんち）のアイデア自体（じたい）は古（ふる）くて、イギリスで200年（ねん）も前（まえ）に発見（はっけん）された。1839年（ねん）には実験（じっけん）で確（たし）かめられた。ただ、費用（ひよう）がかかる上（うえ）、技術的（ぎじゅつてき）にも難（むずか）しく、大（おお）きなエネルギーを得（え）られなかった。だから、蒸気（じょうき）機関（きかん）や、ガソリンエンジンなどの技術（ぎじゅつ）の方（かた）が先（さき）に進（すす）むことになったんだよ。
最初（さいしょ）に実用化（じつようか）されたのは、1965年（ねん）に打ち上（うちあ）げられた有人（ゆうじん）宇宙船（うちゅうせん）「ジェミニ5号（ごう）」。ロケット燃料（ねんりょう）である水素（すいそ）と酸素（さんそ）を流用（りゅうよう）できる、電気（でんき）を作（つく）ったあとに出（で）る水（みず）は飲み水（のみみず）にできる、ってことで、宇宙（うちゅう）にぴったりだったんだ。

環境（かんきょう）問題（もんだい）や資源（しげん）の使（つか）いすぎが問題（もんだい）になって、ようやくずんずん研究（けんきゅう）開発（かいはつ）が進（すす）むことになった燃料電池（ねんりょうでんち）。さて、どこが地球（ちきゅう）にやさしいんだろう。
いちばんのポイントは、電気（でんき）を作（つく）っても後（あと）には水（みず）しか残（のこ）らない、ってこと。
たとえば、火（ひ）を燃（も）やして発電（はつでん）する火力発電（かりょくはつでん）など、どうしても燃（も）やすときに有害（ゆうがい）な物質（ぶっしつ）を出（だ）す。それがまったく無（な）いんだ。

そして、エネルギーの効率（こうりつ）がとってもいいってこと。
火力発電（かりょくはつでん）の場合（ばあい）、石油（せきゆ）などを燃（も）やして、その熱（ねつ）で発電（はつでん）機（き）を回（まわ）し、電気（でんき）エネルギーを作（つく）っている（化学（かがく）エネルギー→熱（ねつ）エネルギー→運動（うんどう）エネルギー→電気（でんき）エネルギー）。
燃料電池（ねんりょうでんち）なら、水素（すいそ）から直接（ちょくせつ）電気（でんき）を取り出（とりだ）しせる（化学（かがく）エネルギー→電気（でんき）エネルギー）。
つまり、エネルギーの状態（じょうたい）がかわる時（とき）に失（うしな）われる分（ぶん）がないんだ。
また、小（ちい）さくてもちゃんと動（うご）くので、電気（でんき）を使（つか）う場所（ばしょ）（家（いえ）なら家（いえ）、オフィスならオフィス）で発電（はつでん）できるってことも、大（おお）きなメリットなんだよ。発生（はっせい）した熱（ねつ）をお湯（ゆ）にすれば有効（ゆうこう）に利用（りよう）できるし（火力発電所（かりょくはつでんしょ）などで余（あま）った熱（ねつ）は「廃熱（はいねつ）（はいねつ）」として捨（す）てられてしまう）、送電線（そうでんせん）を通（とお）るとき失（うしな）われる分（ぶん）がない。

燃料（ねんりょう）となる水素（すいそ）が、手（て）に入（い）れやすいってことも魅力（みりょく）。
今（いま）燃料（ねんりょう）として使（つか）われているガソリンや灯油（とうゆ）、天然（てんねん）ガスからも取り出（とりだ）せるし、下水（げすい）処理（しょり）場（じょう）などで発生（はっせい）するメタンガスも使（つか）える。 「地球博（ちきゅうはく）」の日本政府（にほんせいふ）館（かん）で利用（りよう）している電気（でんき）は、会場（かいじょう）のレストランからでる生（なま）ゴミから発生（はっせい）させたバイオガス（主成分（しゅせいぶん）はメタンガス）を燃料（ねんりょう）とする燃料電池（ねんりょうでんち）を利用（りよう）しているんだよ。

燃料電池（ねんりょうでんち）を使（つか）った世界（せかい）最小（さいしょう）の電源（でんげん）システム
（出典（しゅってん）＝TOSHIBA）

燃料電池（ねんりょうでんち）は、電解質（でんかいしつ）の種類（しゅるい）や大（おお）きさ・利用（りよう）目的（もくてき）から、大（おお）きく３つにわけられている。
ひとつは、自動車（じどうしゃ）などの乗り物（のりもの）に使（つか）う移動型（いどうがた）。
もうひとつは、工場（こうじょう）や店（みせ）、会社（かいしゃ）、家庭（かてい）など、ひとつの場所（ばしょ）において長（なが）く使（つか）うすえ置（お）き型（がた）。
３つめはノートPCや携帯電話（けいたいでんわ）などで使（つか）える、小型（こがた）のもの。

移動型（いどうがた）の場合（ばあい）、他（た）のエネルギーと組み合（くみあ）わせたハイブリッド車（しゃ）はすでに作（つく）られ、実際（じっさい）に走（はし）ってもいる（東京（とうきょう）都営（とえい）バスなど）。けれど、まだ費用（ひよう）がかかるし、燃料（ねんりょう）となる水素（すいそ）をガソリンのように補給（ほきゅう）する「水素（すいそ）スタンド」が整備（せいび）されてないので、みんなが使（つか）うのはちょっと先（さき）だろう。
すえ置（お）き型（がた）は、燃料（ねんりょう）に都市（とし）ガスやプロパンガスが使（つか）えるので、補給（ほきゅう）の点（てん）では問題（もんだい）ない。でも、長（ちょう）ーく使（つか）うというところがまだ難（むずか）しいんだって。家（いえ）は10年（ねん）、20年（ねん）と住（す）むからね。家庭（かてい）用（よう）の場合（ばあい）、費用（ひよう）も問題（もんだい）だ。

そして、小型（こがた）の燃料電池（ねんりょうでんち）。これが真っ先（まっさき）に実用化（じつようか）して、みんなが使（つか）うことになるだろうって言（い）われている。
最近（さいきん）の携帯電話（けいたいでんわ）は、カメラ、音楽（おんがく）プレーヤー、テレビなど、いろんな機能（きのう）がくっついていて、パワーが足（た）りなくなってきてるよね。電池（でんち）がすぐに切（き）れちゃうし、充電（じゅうでん）もめんどうだ。燃料電池（ねんりょうでんち）なら、長（なが）く保（たも）つようになるだけじゃない。「電池（でんち）切（ぎ）れ」になっても「燃料（ねんりょう）」を入（い）れかえるだけですぐに使（つか）えるんだよ。
すでに、手（て）にすっぽりおさまる小（ちい）さな燃料電池（ねんりょうでんち）が開発（かいはつ）されてるんだ（東芝（とうしば）　DFMC(ダイレクトメタノール燃料電池（ねんりょうでんち）））。

わたしたちの普段（ふだん）の生活（せいかつ）に電気（でんき）、電池（でんち）は欠（か）かせないものだよね。 自動車（じどうしゃ）、家庭（かてい）や工場（こうじょう）・オフィス、そしてモバイル機器（きき）。環境（かんきょう）にやさしい燃料電池（ねんりょうでんち）は、これからどんどん身近（みぢか）なものになってくるだろう。
次（つぎ）に買（か）う携帯電話（けいたいでんわ）には、燃料電池（ねんりょうでんち）が使（つか）われているかもしれないよ。