燃料電池 | やってみよう！水の自由研究 | 水育わくわくノート

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＃水（みず）のふしぎ

エコカーなどに利用（りよう）されて注目（ちゅうもく）の燃料電池（ねんりょうでんち）を作（つく）ろう！材料（ざいりょう）は、どれも身近（みぢか）にあるものばかり。
今注目（いまちゅうもく）のエネルギー、燃料電池（ねんりょうでんち）のしくみを体験（たいけん）しよう！

プラスチック製（せい）の水（すい）そうまたは容器（ようき）
備長炭（びんちょうたん）…2本（ほん）
重（じゅう）そう…30グラム
水（みず）…400ミリリットル
空（から）のペットボトル

500〜550ミリリットル
リード線（せん）…2本（ほん）

ホームセンターなどに売（う）っている

※長（なが）さ30センチメートルくらい
アルミはく
輪（わ）ゴム…2個（こ）
単三（たんさん）アルカリかん電池（でんち）…2個（こ）
単三（たんさん）かん電池（でんち）用（よう）の電池（でんち）ボックス

ホームセンターなどに売（う）っている）
LED

発光（はっこう）ダイオード。ホームセンターなどに売（う）っている

※低輝度（ていきど）のもの
わりばし
目玉（めだま）クリップ…4個（こ）
はさみ

実験（じっけん）に使（つか）った水（みず）は飲（の）んではいけません。
実験（じっけん）は水（みず）がこぼれてもいい場所（ばしょ）でやりましょう。
はさみなどを使（つか）うときは、大人（おとな）の人（ひと）といっしょにやりましょう。

※この実験（じっけん）は、水素（すいそ）と酸素（さんそ）の反応（はんのう）で電気（でんき）を生（う）み出（だ）すという燃料電池（ねんりょうでんち）の原理（げんり）を理解（りかい）するためのものです。実際（じっさい）の燃料電池（ねんりょうでんち）とは仕組（しく）みが少（すこ）し異（こと）なります。

備長炭（びんちょうたん）燃料電池（ねんりょうでんち）を作（つく）ろう！

燃料電池（ねんりょうでんち）実験（じっけん）

STEP01

アルミはくを約（やく）20センチメートル×約（やく）4センチメートルに切（き）る。
これを2まい作（つく）る。
STEP02

備長炭（びんちょうたん）のはしに1で切（き）ったアルミはくをまいて、先（さき）の部分（ぶぶん）を1センチメートルくらいつまんでおさえ、図（ず）のようにする。これを2本（ほん）分（ぶん）作（つく）る。

ポイント

アルミはくが備長炭（びんちょうたん）からはなれないように、しっかりまく。
STEP03

図（ず）のように、2の備長炭（びんちょうたん）を輪（わ）ゴムでわりばしに2本（ほん）並（なら）べて固定（こてい）する。
備長炭（びんちょうたん）同士（どうし）がくっつかないように間（あいだ）をあけて、水（すい）そうに置（お）く。
STEP04

ペットボトルの中（なか）に、水（みず）と重（じゅう）そうを入（い）れ、ふたをしっかりしめたら、よくふる。
STEP05

水（すい）そうに重（じゅう）そうをとかした水（みず）を入（い）れる。

ポイント

アルミはくがぬれないように注意（ちゅうい）をする。
STEP06

リード線（せん）の両（りょう）はしに目玉（めだま）クリップをつける。
これを2本（ほん）作（つく）る。

ポイント

リード線（せん）が目玉（めだま）クリップから取（と）れないように、しっかりつける。
STEP07

リード線（せん）の片方（かたほう）の目玉（めだま）クリップを、備長炭（びんちょうたん）にまいたアルミはくに、もう片方（かたほう）を電池（でんち）ボックスのプラス極（きょく）につなぐ。
もう一本（いっぽん）のリード線（せん）も、となりの備長炭（びんちょうたん）にまいたアルミはくと電池（でんち）ボックスのマイナス極（きょく）につないで、電池（でんち）ボックスにかん電池（でんち）を入れる。
STEP08

しばらくすると、備長炭（びんちょうたん）からあわが出（で）てくるので、そのまま30分（ぷん）くらいおく。
プラス極（きょく）からは酸素（さんそ）のあわ、マイナス極（きょく）からは水素（すいそ）のあわが出（で）てくる。

実験（じっけん）がうまくいかないときはこちら！
STEP09

30分（ぷん）後（ご）、電池（でんち）ボックスにつないだ目玉（めだま）クリップをはずして、LEDをつなげる。するとLEDが点灯（てんとう）する。

ポイント

LEDは、長（なが）い方（ほう）の足（あし）がプラス極（きょく）、短（みじか）い方（ほう）の足（あし）がマイナス極（きょく）になっている。
LEDをクリップにつなぐときは、電池（でんち）ボックスのプラス極（きょく）につないでいた方（ほう）に長（なが）い足（あし）（プラス）を、マイナス極（きょく）につないでいた方（ほう）に短（みじか）い足（あし）（マイナス）をつなごう。

※実験（じっけん）で使用（しよう）した後（あと）のペットボトルは、お住（す）まいの地域（ちいき）のリサイクルルールに沿（そ）ってご対応（たいおう）をお願（ねが）いします。

どうしてLEDが点灯（てんとう）したのかな？
点灯（てんとう）したひみつを見（み）てみよう！

LEDが点灯（てんとう）したひみつ

重（じゅう）そうをとかした水（みず）と備長炭（びんちょうたん）だけなのに、LEDが点灯（てんとう）したのはなぜだろう？

水（みず）は、水素（すいそ）と酸素（さんそ）という目（め）に見（み）えないとても小（ちい）さなつぶがくっついてできている。
はじめにかん電池（でんち）をつないで電気（でんき）を流（なが）した。水（みず）に電気（でんき）を流（なが）すと、くっついている水素（すいそ）と酸素（さんそ）が分（わ）かれるんだ。
これを「水（みず）の電気分解（でんきぶんかい）」というよ。

矢印（やじるし）の向（む）きを逆（ぎゃく）にして考（かんが）えてみよう。酸素（さんそ）と水素（すいそ）をくっつけると、水（みず）と電気（でんき）ができると考（かんが）えられるね。

備長炭（びんちょうたん）には目（め）には見（み）えないとても小（ちい）さなあながたくさん開（あ）いていて、酸素（さんそ）と水素（すいそ）をたくわえることができるんだ。プラス極（きょく）には酸素（さんそ）、マイナス極（きょく）には水素（すいそ）がたまるんだよ。
電池（でんち）を外（はず）して、LEDをつなぐと、今度（こんど）は備長炭（びんちょうたん）にたくわえられた酸素（さんそ）と水素（すいそ）から電気（でんき）が生（う）まれるので、LEDが点灯（てんとう）する。という仕組（しく）みなんだよ。

水（みず）を電気分解（でんきぶんかい）したとき

LEDにつないだとき

電子（でんし）ってなあに？

電子（でんし）は、マイナスの電気（でんき）をもった小（ちい）さなつぶのことをいうよ。
電子（でんし）は、マイナスの電気（でんき）をもっているので、電池（でんち）のプラス極（きょく）のほうへ引（ひ）きよせられるんだ。
だから、電子（でんし）はマイナス極（きょく）からプラス極（きょく）へと流（なが）れるんだよ。
ちなみに、電子（でんし）の移動（いどう）のことを、電流（でんりゅう）というよ。

水（みず）に電気（でんき）を流（なが）すと、水素（すいそ）と酸素（さんそ）に分（わ）かれる。逆（ぎゃく）に、水素（すいそ）と酸素（さんそ）がいっしょになると電気（でんき）ができる。
はじめにかん電池（でんち）をつないで、水（みず）に電気（でんき）を流（なが）して、水素（すいそ）と酸素（さんそ）に分（わ）けた。次（つぎ）にLEDをつなぐと、備長炭（びんちょうたん）にたくわえられていた水素（すいそ）と酸素（さんそ）がいっしょになってできた電気（でんき）がLEDへ流（なが）れていくので、LEDが光（ひか）った。