JP3073405U

JP3073405U - 教材用燃料電池

Info

Publication number: JP3073405U
Application number: JP2000003373U
Authority: JP
Inventors: 富夫宇野
Original assignee: 中村理科工業株式会社
Priority date: 2000-05-22
Filing date: 2000-05-22
Publication date: 2000-11-30
Anticipated expiration: 2006-05-22

Abstract

(57)【要約】【課題】本考案は、燃料電池の原理や効果等を学習す
る場合に実際に作って学ぶことができる教材用燃料電池
を提供するものである。【解決手段】教材用燃料電池１０の電池容器１２には
水酸化カリウム水溶液１３が収容されている。電池容器
１２の容器蓋１６には第１ゴム栓２４及び第２ゴム栓２
６が嵌入され、第１ゴム栓２４には第１ガス注入電極用
ステンレスパイプ３４の一端部３４Ａが挿通され、一端
部３４Ａは第１プラスチック管３０の内側に配設されて
いる。この一端部３４Ａには電極３９が外装されてい
る。第２ゴム栓２６には第２ガス注入電極用ステンレス
パイプ４４の一端部４４Ａが挿通され、一端部４４Ａは
第２プラスチック管３２の内側に配設されている。この
一端部４０Ａにも電極３９が外装されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、主に学校等で理科の授業に教材用として実際に製作してみせる教材用燃料電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】

最近、クリーンなエネルギーを提供する発電装置として燃料電池が注目され、燃料電池の研究、開発及び実際の試験が盛んに行われている。しかし、学校等で実際に燃料電池の原理や効果を学ぶための教材用燃料電池は多く提案されていない。このため、学校の授業等で燃料電池を実際に作って燃料電池の原理や効果を学びにくいという不具合がある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は上記事実に鑑みなされたものであり、燃料電池の原理や効果等を学習する場合に実際に作って学ぶことができる教材用燃料電池を提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

請求項１の考案は、透明な材料で形成されると共に水酸化カリウム水溶液が入る電池容器と、この電池容器の上部に形成された開口部を閉じる容器蓋と、この容器蓋に貫通された第１貫通孔及び第２貫通孔と、この第１貫通孔に嵌入された第１栓と、前記電池容器に内設されて第１栓が嵌入する第１管と、前記第２貫通孔に嵌入された第２栓と、前記電池容器に内設されて第２栓が嵌入する第２管と、前記第１栓に一端部が挿入されて前記第１管に挿入される第１ガス注入電極用ステンレスパイプ及び第１ガス排出電極用ステンレスパイプと、前記第２栓に一端部が挿入されて前記第２管に挿入される第２ガス注入電極用ステンレスパイプ及び第２ガス排出電極用ステンレスパイプと、前記第１ガス排出用ステンレスパイプ及び第２ガス排出用ステンレスパイプの一端部に外装される電極と、を有しなることを特徴としている。請求項２の考案は、前記電極をニッケルと濾紙を巻いて形成したことを特徴としている。

【０００５】

【考案の実施の形態】

図１乃至図３には本考案に係る教材用燃料電池の第１実施例が示されている。図１及び図２に示されるように、本考案の教材用燃料電池１０の電池容器１２は透明なガラスで形成されている。この電池容器１２には水酸化カリウム水溶液１３が収容されている。前記電池容器１２の上部には開口部１４が形成され、開口部１４は鉄製の容器蓋１６で閉じられている。図２に示されるように、この容器蓋１６には第１貫通孔２０及び第２貫通孔２２が並んで貫通形成されている。この第１貫通孔２０には第１ゴム栓２４が嵌入され、第２貫通孔２２には第２ゴム栓２６が嵌入されている。前記第１ゴム栓２４の下端部は前記電池容器１２に内設された第１プラスチック管３０の上端部に嵌入されている。また、前記第２ゴム栓２６の下端部は前記電池容器１２に内設された第２プラスチック管３２の上端部に嵌入されている前記第１ゴム栓２４には第１ガス注入電極用ステンレスパイプ３４の一端部３４Ａが挿通され、一端部３４Ａは第１プラスチック管３０の内側に配設されている。この一端部３４Ａにはシート状のニッケルネット３６と濾紙３８（図３参照）を巻いて形成されると共にパラジウムメッキされた電極３９が外装されている。図１に示されるように、前記第１ガス注入電極用ステンレスパイプ３４の他端部３４Ｂはシリコンチューブ４０の一端部４０Ａが接続されている。このシリコンチューブ４０の他端部４０Ｂは別途に設けられた酸素ガスボンベ４１に接続されている。この酸素ガスボンベ４１にはガス量コントローラー４２が取り付けられている。従って、前記第１ガス注入電極用ステンレスパイプ３４は前記電池容器１２に酸素ガスを注入するようになっている。図２に示されるように、前記第２ゴム栓２６には第２ガス注入電極用ステンレスパイプ４４の一端部４４Ａが挿通され、一端部４４Ａは前記第２プラスチック管３２の内側に配設されている。この一端部４０Ａにも前記電極３９が外装されている。図１に示されるように、前記第２ガス注入電極用ステンレスパイプ４４の他端部４４Ｂはシリコンチューブ４５の一端部４５Ａが接続されている。シリコンチューブ４５の他端部４５Ｂは別途に設けられた水素ガスボンベ４６に接続されている。この水素ガスボンベ４６にも前記ガス量コントローラー４２が取り付けられている。従って、前記第２ガス注入電極用ステンレスパイプ４４は前記電池容器１２に水素ガスを注入するようになっている。図２に示されるように、前記第１ゴム栓２４には第１ガス排出電極用ステンレスパイプ５０の一端部５０Ａが挿通され、一端部５０Ａは第１プラスチック管３０の外側で第１ゴム栓２４の底面より僅かに突設されている。また、図１に示されるように、前記第１ガス排出電極用ステンレスパイプ５０の他端部５０Ｂはシリコンチューブ５１の一端部５１Ａに接続されている。このシリコンチューブ５１の他端部５１Ｂは電池容器１２の外側に配設された試験管５２に挿入されている。この試験管５２はゴム輪５３で電池容器１２に取り付けられ、試験管５２内には水が入っている。従って、前記第１ガス排出電極用ステンレスパイプ５０は前記試験管５２内にガスを排出するようになっている。図２に示されるように、前記第２ゴム栓２６には第２ガス排出電極用ステンレスパイプ５４の一端部５４Ａが挿通され、一端部５４Ａは第２プラスチック管３２の外側で第２ゴム栓２６の底面より僅かに突設されている。また、図１に示されるように、前記第２ガス排出電極用ステンレスパイプ５４の他端部５４Ｂはシリコンチューブ５５の一端部５５Ａに接続されている。このシリコンチューブ５５の他端部５５Ｂも前記試験管５２に挿入されている。従って、前記第２ガス排出電極用ステンレスパイプ５４も試験管５２内にガスを排出するようになっている。図１に示されるように、前記第１ガス注入電極用ステンレスパイプ３４の一端部３４Ａには第１導線５６の第１端子５６Ａが接続され、第１導線５６の第２端子５６Ｂはプロペラの付いたモーター５８に接続されている。また、前記第２ガス注入電極用ステンレスパイプ４４の一端部４４Ａには第２導線６０の第１端子６０Ａが接続され、第２導線６０の第２端子６０Ｂも前記プロペラの付いたモーター５８に接続されている。

【０００６】次に、第１実施例の教材用燃料電池１０の作り方及び作用を説明する。まず、図３に示されるように、電極３９を作る場合はカットされたニッケルネット３６の上に矩形状にカットした濾紙３８を重ねておく。次に、第１ガス注入電極用ステンレスパイプ３４の一端部３４Ａをニッケルネット３６に端の方を接触させそのまま濾紙３８を巻き込んできつく巻き付け、巻き付けたら結束線で上下２ヶ所縛り付けて電極３９を形成する。同様にして第２ガス注入電極用ステンレスパイプ４４の一端部４４Ａに濾紙３８及びニッケルネット３６を巻き付けて電極３９を形成する。次に、ビーカー等の容器に純水１００ｍｌを入れて、塩化パラジウムを０．２ｇ加えて良く攪拌して茶色に濁った溶液を作り、この溶液を常に攪拌しながら、塩酸を少しずつゆっくり加えて塩化パラジウム溶液を製造する。そして、この塩化パラジウム溶液に前記第１ガス注入電極用ステンレスパイプ３４の一端部３４Ａ及び第２ガス注入電極用ステンレスパイプ４４の一端部４４Ａに形成された電極３９を１分から２分浸してパラジウムメッキする。また、水酸化カリウム６０ｇを５００ｍｌのビーカー等の容器に取り、水を加えて３００ｍｌ（約２０％の水酸化カリウム溶液とする。）として、水酸化カリウム水溶液１３を製造して、電池容器１２に入れる。そして、第１ゴム栓２４に第１ガス注入電極用ステンレスパイプ３４，第１ガス排出電極用ステンレスパイプ５０を、第２ゴム栓２６に第２ガス注入電極用ステンレスパイプ４４，第２ガス排出電極用ステンレスパイプ５４を挿通すると共に第１ガス注入電極用ステンレスパイプ３４の一端部３４Ａ及び第２ガス注入電極用ステンレスパイプ４４の一端部４０Ａに電極３９を外装して、容器蓋１６に取り付ける。次に、第１ゴム栓２４の下端部に第１プラスチック管３０を取り付け、前記第２ゴム栓２６の下端部に第２プラスチック管３２を取り付け、前記容器蓋１６を電池容器１２に取り付けることにより、教材用燃料電池１０を組み立てる。そして、前記第１ガス注入電極用ステンレスパイプ３４の他端部３４Ｂはシリコンチューブ４０の一端部４０Ａを接続し、シリコンチューブ４０の他端部４０Ｂを酸素ガスボンベ４１に接続すると共に前記第２ガス注入電極用ステンレスパイプ４４の他端部４４Ｂはシリコンチューブ４５の一端部４５Ａに接続し、シリコンチューブ４５の他端部４５Ｂは水素ガスボンベ４６に接続する。また、前記第１ガス排出電極用ステンレスパイプ５０の他端部５０Ｂにシリコンチューブ５１の一端部５１Ａを接続し、シリコンチューブ５１の他端部５１Ｂを試験管５２に挿入すると共に第２ガス排出電極用ステンレスパイプ５４の他端部５４Ｂはシリコンチューブ５５の一端部５５Ａに接続し、シリコンチューブ５５の他端部５５Ｂも前記試験管５２に挿入する。そして、前記第１ガス注入電極用ステンレスパイプ３４の一端部３４Ａに第１導線５６の第１端子５６Ａを接続され、第２端子５６Ｂをプロペラの付いたモーター５８に接続すると共に前記第２ガス注入電極用ステンレスパイプ４４の一端部４４Ａに第２導線６０の第１端子６０Ａを接続し、第２端子６０Ｂを前記プロペラモーター５８に接続する。前記燃料電池１０を使用する場合は、酸素ガスボンベ４１から酸素ガスを送り、水素ガスボンベ４６から水素ガスを送ることにより教材用燃料電池１０に接続されたプロペラの付いたモーター５８が回転する。従って、この教材用燃料電池１０においては電池容器１２は透明なガラスで形成されているので、電池容器１２の内部をよく観察することができる。また、第１ガス注入電極用ステンレスパイプ３４，第２ガス注入電極用ステンレスパイプ４４はステンレスで形成されているので、電極３９，３９が折れたりする心配がない。しかも、前記電極３９，３９はシート状のニッケルネット３６と濾紙３８を巻いて形成されているので表面積の大きい電極を形成することができる。また、酸素ガスボンベ４１から酸素ガスを少し送り、水素ガスボンベ４６から水素ガスを少し送ることにより教材用燃料電池１０に接続されたプロペラの付いたモーター５８を長時間にわたって回転させることができる

【０００７】図４及び図５には第２実施例の教材用燃料電池７０が示されている。なお、第１実施例と同一の構成は同一の符号を用いてその説明を省略する。図４に示される教材用燃料電池７０は水の電気分解による酸素、水素を用いる場合が説明されている。教材用燃料電池７０の第１ガス注入電極用ステンレスパイプ３４の他端部３４Ｂには第１リード線７２の第１端子７２Ａが接続され、第１リード線７２の第２端子７２Ｂは電源装置７４の内部に延設されている。また、前記第２ガス注入電極用ステンレスパイプ４４の一端部４４Ａには第２リード線７６の第１端子７６Ａが接続され、第２リード線７６の第２端子７６Ｂも電源装置７４の内部に延設されている。また、シリコンチューブ５１及びシリコンチューブ５５は共に中間部でピンチコック７８で閉じられている。この教材用燃料電池７０を使用する場合は、電源装置７４からＤＣ５から１０Ｖ前後の電圧で電気分解する。このとき、第２端子７２Ｂである陽極から酸素ガスが発生し、第２端子７６Ｂである陰極から水素ガスが発生する。従って、前記第１プラスチック管３０内には酸素ガスが溜まり、第２プラスチック管３２内には水素ガスが溜まる。そして、水素ガスが第２プラスチック管３２の約半分溜まったところで電源を切り、図５に示されるように電極用の第１ガス注入電極用ステンレスパイプ３４、第２ガス注入電極用ステンレスパイプ４４を第１導線５６及び第２導線６０でプロペラの付いたモーター５８に接続してプロペラを回転させる。従って、第２実施例の教材用燃料電池７０においては酸素ガスボンベや水素ガスボンベが不要になると共に試験管５２が不要になるので、部品点数を減少させることができる。

【０００８】なお、実施例では電池容器１２をガラスで形成したが透明であればガラス以外で製造してもよいことは勿論である。

【０００９】

【考案の効果】

請求項１及び請求項２の教材用燃料電池は、電池容器は透明であるため電池容器の内部をよく観察することができると共に第１ガス注入電極用ステンレスパイプ，第２ガス注入電極用ステンレスパイプは共にステンレスで形成されているので、電極が折れたりする心配がないという優れた効果を有する。請求項２の教材用燃料電池は、上記効果の他に電極がニッケルネットと濾紙を巻いて形成されているので表面積の大きい電極を形成することができるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の教材用燃料電池の使用状態を示す
正面図である。

【図２】第１実施例の教材用燃料電池の正面図である。

【図３】第１実施例の教材用燃料電池の電極を製造斜視
図である。

【図４】第２実施例の教材用燃料電池の正面図である。

【図５】第２実施例の教材用燃料電池の使用状態を示す
正面図である。

【符号の説明】

１０教材用燃料電池１２電池容器１６容器蓋２０第１貫通孔２２第２貫通孔２４第１ゴム栓２６第２ゴム栓３０第１プラスチック管３２第２プラスチック管３４第１ガス注入電極用ステンレスパイプ３９電極４４第２ガス注入電極用ステンレスパイプ５０第１ガス排出電極用ステンレスパイプ５４第２ガス排出電極用ステンレスパイプ

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】透明な材料で形成されると共に水酸化カ
リウム水溶液が入る電池容器と、この電池容器の上部に
形成された開口部を閉じる容器蓋と、この容器蓋に貫通
された第１貫通孔及び第２貫通孔と、この第１貫通孔に
嵌入された第１栓と、前記電池容器に内設されて第１栓
が嵌入する第１管と、前記第２貫通孔に嵌入された第２
栓と、前記電池容器に内設されて第２栓が嵌入する第２
管と、前記第１栓に一端部が挿入されて前記第１管に挿
入される第１ガス注入電極用ステンレスパイプ及び第１
ガス排出電極用ステンレスパイプと、前記第２栓に一端
部が挿入されて前記第２管に挿入される第２ガス注入電
極用ステンレスパイプ及び第２ガス排出電極用ステンレ
スパイプと、前記第１ガス排出用ステンレスパイプ及び
第２ガス排出用ステンレスパイプの一端部に外装される
電極と、を有しなることを特徴とする教材用燃料電池。
【請求項２】前記電極をニッケルと濾紙を巻いて形成
したことを特徴とする請求項１記載の教材用燃料電池。