05.12
                                   林 正幸

 安房高型燃料電池の製作メモ

(1)小型のタッパーウエアのふたに、カッターでおよそ3×6cmの窓を空け、容器の
横にφ5とφ6mmの穴を空け、ビニールテープで覆う。
参考:φ5は簡易ボンベ用、φ6はガラス管用。
(2)200メッシュステンレス網を13×10cmに切る。
参考:ステンレス網(1×1m)は曙金網産業(03−3882−2211)に注文
   切り取りのサイズは入手したタッパーの大きさにもよる。ただし横は10cm以上
   だとビーカーからはみ出す。
(3)水1Lに塩化パラジウム(U)50mgと濃塩酸3mlを加え、マグネチック・スタ
ーラーで30分ほどかき混ぜて、めっき液とする。
参考:1回のめっきに必要なのは200mlあまりである。
   めっき液は20〜30℃にするとよい。
   人数が多いときは10倍液を調製しておいて、薄めるとよい。
(4)めっき装置を準備する。8V以上の直流電源(乾電池9Vも可)にスライド抵抗器
(またはボリューム)、電流計をつなぎ、陰極側は「ダブルクリップ式」にする。スター
ラーの上に200mlトールビーカーを置いて小さい回転子を入れ、炭素棒(φ4.5×
200mm)をレトルト台に固定して(目玉クリップと木片を利用)上から吊す。
(5)0.5mol/l水酸化ナトリウム水溶液に台所用液体洗剤を加えた液を、歯ブラシ
などに付け、バットの中でステンレス網をこすってアルカリ洗浄する。
注意:この時点からゴム手袋(と安全めがね)を着用する。
(6)食品トレイに入れた4mol/l塩酸にビタミンCを1%に溶かした液に、ステンレ
ス網を15分(以上)浸けて前処理する。
参考:この処理液は日を置かなければ、くり返し使用できる。
   最後は中和処理する。
(7)ステンレス網を軽く水洗いし、円筒にして輪ゴムをかけ、上の継ぎ目に小型の目玉
クリップをかませて電極にする。
(8)時間を置かずにこれをトールビーカーに入れ、めっき液をステンレス網の上端近く
まで加える。
注意:目玉クリップがめっき液に浸かない方がよい。
(9)炭素棒を回転子のすぐ上まで下げ、電源を入れて抵抗を加減して電流を0.9Aに調
節し、5分ほど電気分解する。
参考:1Aより0.9Aの方が、野曽原さんの「5V1A」に電圧が近い。
   無色になっためっき廃液はそのまま捨てる。
(10)取り出して水洗いし、こすらないようにして5cmと8cmに切断し、8cmの
方をタッパーの容器に乗せ、ふたをして型を付ける。

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(11)ふたを取り、8×10cmのクッキングペーパー2枚を被せ、5cmの方をタッ
パーからはみ出さないように折り、一部を切って電極として窓から出るようにして乗せ、
全体をふたで押し込む。
(12)0.5mol/l水酸化ナトリウム水溶液をペーパーに浸み込ませ、水素を充填し、
ソーラーモーターをつなぐ。

製作講習会を踏まえたまとめ
 安房高型燃料電池の特徴は経済性とコンパクト仕様であろう。ニッケル網の代わりに、
ビタミンCを活用してステンレス網でめっきする工夫をし、めっき液の濃度も低く抑えて
いる。そしてタッパーを使って簡単に、かつきっちりとつくることができる。したがって
生徒実験にも向いている。
 加藤さんの追試などで、水素よりも、水酸化ナトリウム水溶液の補充が大切であること
が分かってきた。これは空気中では炭酸化していくためだろうか。
 ちなみに液を補充すると、一時的にモーターが止まることがある。これは液がステンレ
ス網を覆って空気を遮断するためである。したがって液がたっぷりで水素側の電極を覆う
こともあり、この場合は電池をしばらく逆さにするとよいと思われる。
参考:野曽原さんは次のように書いている。
   水素の充填は、電極表面が水素に触れるように、水酸化ナトリウム水溶液が吹き上
   がるくらいにするとよい。ただし雑巾を被せたりして、飛散に注意する。
 安房高型は水素が発生する高い電圧(と高い塩酸濃度)を採用しているが、その効能の
詳細については確定していない。
 加藤さんから、めっき液の濃度がたとえば4倍など高いと、電極の劣化も観察されない
と報告があった。また岡田さんの試みで、かつて私が水1Lに塩化パラジウム(U)0.3g
と濃塩酸0.6mlを溶かし(面積当たりでは2倍の濃度)、20cm四角のニッケル網に
6Vでめっきして製作した燃料電池があるが、この網を切り出して安房高型に仕組むと、
ダントツの性能を発揮することが分かった。
 電極の劣化防止対策は確定していないが、ざっと水洗いして乾燥し、チャック付きポリ
袋に保管することが提案されている。
追加
 野曽原さんの最新報告では、水溶液を水酸化カリウムに変えると、通常のモーターがま
わるようになる。



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