JPH09320614A

JPH09320614A - 新電池理論に基ずく非鉛系電池の開発及びその利用

Info

Publication number: JPH09320614A
Application number: JP8166594A
Authority: JP
Inventors: Keinosuke Nobuta; 圭之助演田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-05-23
Filing date: 1996-05-23
Publication date: 1997-12-12

Abstract

(57)【要約】【目的】新電池理論の確立により、電池の開発は試行
錯誤ではなく理論的根拠に基ずき行うことができるよう
になり、電気自動車用の高起電力非鉛系電池の開発は促
進されることになった。また成功したと言われる常温核
融合反応は、化学反応にすぎないことが分かった。【構成】高起電力非鉛系電池の負極にはイオン化傾向
の大きい物質が適し、正極にはイオン化傾向最小の物質
の一つである炭素が適している。電解液はＨ^＋濃度が高
いほどよい。また高出力電池の充電には化学的充電が有
効である。このことを選択図（図８）に示した。【効果】新電池理論の確立により、非鉛系電池の電極
及び電解質の選択幅が狭められその研究・開発が容易に
なった。かつ高出力電池の充電には、化学的充電が時間
的にも省エネルギーの点からも効果的である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明にかかわる水電池は、在来
型のすべての電池に代わりうるが、電解液が水であるの
で、海事用機器の電源として適している。また電極に炭
素が使用できるので軽量となり、かつ安価、無公害、充
電不要である。さらに雨天及び夜間の発電が可能である
ので、太陽電池と併用すればその利用分野は広い。

【０００２】

【従来の技術】鉛蓄電池は硫酸中に鉛と酸化鉛を浸けた
もので、重量が重く硫酸や鉛のような公害物質を使用し
ている。また起電力の回復のためには充電を行う必要が
ある。太陽電池は公害物質を使用しておらず充電の必要
はないが、シリコン半導体が高価で、かつ夜間あるいは
雨天の発電が不可能である。乾電池の一部は寿命を延長
するため、公害物質である水銀を使用している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】鉛蓄電池の課題は鉛を
使用するので重いこと、腐食性の硫酸を使用するので環
境汚染のおそれがあること、起電力回復のために充電を
必要とすることである。太陽電池の問題点は、夜間や雨
天の発電が不可能であることとシリコン半導体の値段が
高いことである。乾電池に使用している水銀は水俣病の
原因物質である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】水電池は電解液として
（海）水を使用し、水銀や硫酸を一切使用しないので環
境を汚染しない。また電極と水が存在するかぎり発電可
能であるので充電は不要である。電池の起電力は両極の
イオン化傾向の差であるので、電極にはその差ができる
だけ大きくなる組み合わせがよい。したがって負極とし
てはイオン化傾向のできるだけ大きい物質を、正極とし
てはイオン化傾向のできるだけ小さい物質を使用すれば
よい。炭素はイオン化傾向が最小であるので、正極に使
用すればそれぞれの負極に対して最大の電圧を得ること
ができ、かつ重量の軽減ができるだけでなく安価であ
る。電解液は解離してＨ^＋を出す液体であれば何でもよ
い。水は解離してＨ^＋を生じるので電解液となりうる。
電池を使用しない時には、電極を電解液から離しておけ
ば自己放電を防ぐことができる。

【０００５】

【作用】一般に電極Ｍは、電解液のＨ^＋と反応して電
子ｅ⁻を出す（化１）。電解液に水を使用したときの反
応は化２のようになる。反応が激しい極つまりイオン化
傾向の大きい方の極が、より多くの電子をだすので負極
になる。正・負両極より生じた電子の流れの差が電流で
ある。炭素はＨ^＋と反応しないので、炭素のイオン化傾
向（酸化電位）は最小である。したがって炭素極は常に
正極となる。電圧は両極のイオン化傾向の差であるの
で、正極に炭素を使用すると常に最高の電位差が得られ
る。鉛蓄電池の正極に酸化鉛が使用され、ある種の電池
の正極に塩化物が使用されたりしているが、これらはイ
オン化傾向が比較的小さいためである。代わりに炭素を
使用すれば、重量が軽くなるだけでなく起電力が上昇す
る。また炭素はＨ^＋と反応しないので反応生成物が付着
しない。

【０００６】

【化１】

【化２】

【０００７】二次電池（蓄電池）の充電は、放電によっ
て生じた電極上の反応生成物を元の電極物質に戻し、同
時に電解液中のＨ^＋濃度を元に戻す操作である。充電の
ためには負極の酸化電位以上の電圧をかけねばならな
い。このため二次電池の負極には一般的に、酸化電位の
低いすなわちイオン化傾向の小さい物質が使用される。
一方、高起電力を得るためには負極にはイオン化傾向の
大きい物質がよい。つまり高い起電力を得ることと充電
の容易さとは相反している。

【０００８】電池の起電力は電解液のＨ^＋濃度が高いほ
ど、また負極のイオン化傾向が大きいほど高くなる。し
かしこのことは酸化電位を大きくし充電を困難にする。
水電池はＨ^＋濃度の極めて低い水が電解液であるが、負
極にはできるだけイオン化傾向の大きい物質を使用しな
ければならないので充電は困難である。しかし水電池の
場合、電極に反応生成物が付着して起電力は劣化する
が、この付着物を除去すると起電力は回復する。電解液
が水であるのでＨ^＋の濃度が減少することは考えられな
い。したがって水電池は充電することなく長時間使用で
きる。

【０００９】水電池の電極に付着した水酸化物を除去す
るためには、大型の水電池の場合には洗車に使用する回
転ブラッシャーで行えばよい（機械的除去）。小型の場
合には電解液に酸を加えれば、負極に付着した水酸化物
はたちどころに溶解する（化学的除去）。なお水に酸を
加えるということは、電解液のＨ^＋濃度が高くなるので
起電力の上昇につながる。これらの操作が困難なときに
は、直流電圧をかけることによって負極上の水酸化物は
容易に除去できる（電気的除去）。

【００１０】乾電池に水銀を使用するのは、負極の金属
とアマルガムを作って電解液のＨ^＋との接触を減少さ
せ、負極の消耗を防ぎ乾電池の寿命を延ばすためであ
る。イオン化傾向の小さい金属との合金を、電極に使用
することも同様の効果がある。水電池は水と電極のある
かぎり発電するので、負極の表面を洗浄すれば長時間の
発電が可能である。したがって寿命延引のため水銀を使
用する必要はない。

【００１１】乾電池の電解質のＨ^＋濃度を低くして、反
応（化１）を抑えて寿命を延ばすこともできるので、ア
ルカリ性の電解質を使用することも一つの方法である。
ちなみにアルカリ性の電解質を使用したアルカリ電池
は、電極の酸化電位が低くなるので充電が可能になる。

【００１２】

【水電池の応用例】水電池はこれまでのあらゆる電池に
代わることができるが、電解液が（海）水であるところ
から、灯台、浮標、洋上作業筏等海事用機器の電源に適
している。また電極と水の接触がなければ自己放電がな
く、接触すると直ちに発電するところから、海難信号発
信用電源として優れている。アルミニウムを船体に使用
したボートは、船体自体が水電池の電極になるので好都
合である。また水電池は多くの場合、船外に取り付ける
ことができるので、発生する水素への考慮を払う必要が
ない。したがって小型潜水艇の電源に適している。

【００１３】正極に炭素を使用すると、安価で軽くなる
だけでなく起電力も高くなる。炭素電極は水電池以外の
電池にも応用できる。水電池は電解液が水であるので公
害を引き起こす心配もなく、その上水と電極の存在する
限り発電するので充電の必要がない。使用しないときに
は、電極と水とを分離しておけば自己放電は起こらな
い。しかも太陽電池と違って、夜間あるいは雨天でも発
電可能である。

【００１４】簡易水電池（図１）：木炭を布、和紙、ス
ポンジ等の絶縁物質で包み、その上にマグネシウム（リ
ボン）あるいはアルミ箔を巻きつける。これを水に浸け
るか絶縁物質を水で湿らすと電池となる。このとき木炭
は常に正極になり、マグネシウム等は負極となる。負極
はＨ^＋と反応する物質であれば何でもよいが、高電圧を
得るためにはできるだけイオン化傾向の大きい物質がよ
い。真水より海水を使用した方が若干起電力が高くなる
のは、海水は塩類の加水分解によりＨ^＋濃度が高いため
である。

【００１５】アルミ缶利用の簡易水電池（図２）：木炭
を絶縁物質で包み、アルミ缶に挿入し、絶縁物質を水で
湿らせれば電池となる。

【００１６】懐中水電池（図３）：マグネシウム容器に
海綿状の絶縁物質（布や和紙等でもよい）を詰め、この
中央に炭素棒を挿入してプラスチック・ケースにいれれ
ば電池となる。使用するときには絶縁物質に水を滲みこ
ませるだけでよい。水の代わりに酸を使用すると起電力
は上昇し明るさは増す。使用後は、すべてを水洗いして
乾燥しておけば長期間の使用が可能である。起電力の劣
化が見られるときは、紙ヤスリでマグネシウム面を磨け
ば起電力は回復する。

【００１７】灯台、浮標、作業筏用大型水電池（図
４）：異種の電極を交互に並べ、これを海水に浸けると
電池になる。電極はイオン化傾向の異なる物質であれば
何でもよいが、正極としてはイオン化傾向の最小である
炭素、負極としてはイオン化傾向の比較的大きいマグネ
シウム，アルミニウム，亜鉛などが適している。大型の
水電池では、電極表面を大きくしたり、素電池の多くを
直列・並列に繋ぎ高電圧・大電流を得ることは容易であ
るので、電極に使用できる物質は多様に選べる。たとえ
ば銅を正極として亜鉛を負極とした水電池も考えられ
る。

【００１８】電気自動車用水電池（図５）：大型の水電
池では、高電圧・大電流を得ることは容易であるが、積
載場所の狭い電気自動車では、電池はできるだけコンパ
クトにしなければならない。電圧は使用する電極物質に
より決まるので、小型で電池容量を大きくするために
は、電極表面を多孔質にして実効表面積を大きくする必
要がある。

【００１９】電気自動車の電源に電池を使用することの
今一つのの問題点は充電である。充電により、放電によ
り得た電気エネルギー以外に、充電中の自己放電による
損失エネルギーも補充しなければならないので、充電は
多大のエネルギーと時間を必要とするのである。充電は
電極と電解質のＨ^＋の濃度を反応前の状態に戻すための
操作であるので、充電の代わりに電極をそっくり取り替
え、電解液には酸を加えてやればすむことである。ちな
みに１モルのマグネシウムより約１４８．５０ｋｃａｌ
（計算値）のエネルギーが得られる。

【００２０】自動車の速度のコントロールは、電極の電
解質との接触面積あるいは酸の濃度を加減することによ
って可能である。しかも電極と電解液を分離できるの
で、停車中の自己放電を防ぐことができる。太陽電池と
併用すれば、充電なしで極めて長時間の走行が可能とな
るので、究極の電気自動車の電源となりうる。

【００２１】アルミ船体ボート用水電池（図６）：最近
アルミ缶をリサイクルしたボートが建造されているよう
であるが、この場合船体自体が電極になるので、経済的
かつ軽量の水電池の製作が可能である。この場合、水面
下の船体に絶縁物質を貼りつけ、その上に炭素板を取り
つければよい。

【００２２】水電池積載の海難信号発信装置の概念図
（図７）：ブイに水電池と発信機を積載し、カバーで包
み海水はもちろん空気との接触を防ぐ。特に水電池の包
みには窒素ガスを封入し電極の酸化を防ぐ。緊急時にブ
イを海中に放出するときには、電池の包みが破れるよう
にしておく。水電池の電極が海水に接するとただちに起
電力を生じ、電極が水酸化物で覆われるまで信号を発信
し続ける。電極洗浄器を取りつけておけば長時間の発信
が可能である。

【発明の効果】

【００２３】本発明は、以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００２４】電極および電解液の入手が容易でかつ安価
である：Ｈ^＋と反応する物質であれば、金属・合金・非
金属、有機物・無機物、結晶・無定形、単体・化合物、
天然物・合成物を問わずいかなる物質でも負極になりう
るが、素電池で高い電圧を得るためにはイオン化傾向の
大きい物質ほど適している。正極としては塩化銀などの
塩酸塩、酸化鉛などの酸化物、硫酸鉛などの硫酸塩、炭
素などのように電子は流すがＨ^＋と反応し難い物質、つ
まりイオン化傾向の小さい物質ほどよい。

【００２５】電解液（質）としては、電離してＨ^＋を生
じる物質であれば有機物・無機物、アルカリ性・酸性・
中性を問わない。中性の水も電離してＨ^＋を生じるの
で、水を電解液とした水電池が可能である。なお紙、
布、スポンジ等に電解液を滲みこませると電解質とな
る。

【００２６】製作が極めて容易である：海水の中に異種
の電極を浸けるだけで電池となる。また素電池の電圧を
高くするには、両極のイオン化傾向の差が大きくなるよ
うにすればよく、電流を大きくするには電極の表面積を
広くすればよい。素電池を直列及び並列に繋ぐことによ
り、高電圧、大電流の水電池の製作も容易である。

【００２７】充電を必要としない：起電力は電極と水の
解離により生じるＨ^＋との反応によりを生じる。したが
って電極物質と水のある限り発電するので充電を必要と
しない。ただし、反応生成物である水酸化物が電極へ付
着すると起電力は劣化するので、水酸化物を落としてや
る必要がある。水酸化物は機械的、化学的、電気的方法
により容易に落とすことができる。

【００２８】夜間あるいは雨天での発電が可能である：
水電池は電極とＨ^＋との反応により起電力を生じるの
で、夜間あるいは雨天での発電が可能である。したがっ
て太陽電池に代わることができる。また電極物質と水の
あるかぎり発電可能であるので充電の必要がない。しか
も使用する物質は極めて安価であり、環境汚染物質は一
切使用しないですむ

【図面の簡単な説明】

【図１】木炭とマグネシウム・リボンを電極とした簡易
水電池の図面である。

【図２】木炭とアルミ缶を電極とした簡易水電池の図面
である。

【図３】炭素棒とマグネシウムを電極とした懐中水電池
の図面である。

【図４】燈台、浮標、作業筏用大型水電池の図面であ
る。

【図５】電気自動車用小型水電池の図面である。

【図６】金属ボート船体を電極とした水電池の図面であ
る。

【図７】水電池積載の海難信号発信装置の概念図であ
る。

【符号の説明】

１、４、１３、１６、２１正極：木炭、炭素棒、炭
素板等３、５、８、１５負極：マグネシウム、ア
ルミ、亜鉛等２、６、１２、絶縁物：布、和紙、スポン
ジ、等９、１０、２７電導体：導線、金属、バネ７、１４、１９プラスチック・ケース、
継手、支柱１１ガス抜き孔１７多孔質負極１８多孔質正極２０太陽電池２２アルミ船体２３、２４水電池２５発信機２６ブイ

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【手続補正書】

【提出日】平成８年７月１７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の名称

【補正方法】変更

【補正内容】

【発明の名称】水電池の製作及び利用、電気自動車
用高出力電池及びポリマー電池並びに水電池理論より見
た常温核融合

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】水電池は在来型のすべての電池に
代わりうるが、特に海事用機器の電源として適している
（特許１）。さらに電極の実効面積を広くし、電解液に
酸を使用すれば高出力電池が可能となり、電気自動車の
電源に利用できる。

【０００２】

【従来の技術】従来の電池理論は間違ったものであった
ので、電池の研究開発は試行錯誤を重ねるほかなかっ
た。しかし新しく電池理論が確立されたので、電池の研
究・開発が容易になった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】水電池の発明により簡
便、軽量、無公害、高出力電池の開発が容易になった。
二次電池の充電については高出力の電池ほど困難で、こ
のため高出力を必要とする電気自動車の実用化が遅れて
いる。したがって、従来の二次電池の概念に捉われない
高出力電池の開発が必要である。またポリマー電池など
の新型電池についても、正しい電池理論に立脚した開発
がなされるべきである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】新電池理論は、電池の起
電力は電極とＨ^＋との反応（化１、化２）により生じる
ことを示している（特許１）。したがって電池の目的に
応じて、電極と電解液との組み合わせが容易に考えられ
る。充電は放電と逆の反応を起こさせることであるの
で、高起電力を得ることと充電を容易にすることとは相
反する性格のものである。したがって高出力しかも軽量
・小型の電池を得るには、正極には炭素、負極には可能
な限りイオン化傾向の大きい金属を多孔質にして使用
し、電解液には高いＨ^＋濃度のものを使用すればよい。
しかし、これでは充電が困難になるので、化学的充電を
利用する一次電池とすることが有利である。ポリマー電
池に使用するポリマーは、新電池理論に基づいて研究開
発がなされるべきである。

【０００５】

【特許１】

【化１】

【化２】

【文１】

【文２】

【文３】

【０００６】

【作用】電池の起電力は正・負両極のイオン化傾向
（酸化電位）の差である。炭素のイオン化傾向（酸化電
位）は最小であるので炭素極は常に正極となり、一定の
負極に対しては常に最高の電位差が得られしかも軽量と
なる。また炭素はＨ^＋と反応しないので消耗しない。電
極の表面積は広いほど得られる電流は大となる。

【０００７】一方高起電力を得るためには、負極にはイ
オン化傾向ができるだけ大きく、電解液のＨ^＋濃度が高
い程よい。しかし充電のためには、電池の起電力以上の
電圧を必要とする。つまり高い起電力を得ることと、充
電を容易にすることとは相反する性格のものである。こ
れまで二次電池の負極のイオン化傾向、及び電解液のＨ
^＋濃度がある程度に抑えられていたのは、充電を考慮し
てのことであった。

【０００８】つまり充電の困難な高出力電池では、電気
的充電の代わりに電解液に酸を加えてＨ^＋濃度を回復
し、電極が消滅した場合にはこれを取り替える化学的充
電のほうが、時間的にも経済的にもはるかに効果的であ
る。

【０００９】水電池では負極に水酸化物が付着する（化
２）。この電極に付着した水酸化物を除去するために
は、大型の水電池の場合には洗車に使用する回転ブラッ
シャーで行えばよい（機械的除去）。小型の場合には、
電解液に酸を加えれば水酸化物はたちどころに溶解する
（化学的除去）。なお酸を加えることは起電力の上昇に
つながる（化１）。これらの操作が困難なときには、直
流電圧をかけることによって水酸化物は容易に除去でき
る（電気的除去）。

【００１０】乾電池に水銀を使用するのは、負極の金属
とアマルガムを作って電解液のＨ^＋との接触を減少さ
せ、負極の消耗を防ぎ乾電池の寿命を延ばすためであ
る。イオン化傾向の小さい金属との合金も同様の効果が
ある。水電池は水と電極のある限り発電が可能であるの
で、寿命延引のため水銀を使用する必要はない。

【００１１】乾電池の電解質のＨ^＋濃度を低くして、反
応（化１）を抑えて寿命を延ばすこともできるので、ア
ルカリ性の電解質を使用することも一つの方法である。
ちなみにアルカリ性の電解質を使用したアルカリ電池
は、電極の酸化電位が低くなるので充電が比較的容易に
なる場合が多い。

【００１２】

【水電池の応用例】水電池はこれまでのあらゆる電池に
代わることができるが、電解液が（海）氷であるところ
から海事用機器の電源に適している（特許１）。またア
ルミニウムを船体に使用したボートは、船体自体が水電
池の電極になりうる。水電池は多くの場合、船外に取り
付けることができるので発生する水素への考慮を払う必
要がない。したがって小型潜水艇の電源に適している。

【００１３】簡易水電池（図１）：木炭を布、和紙、ス
ポンジ等の絶縁物質で包み、その上にマグネシウム（リ
ボン）あるいはアルミ箔を巻きつける。これを水に浸け
るか絶縁物質を水で湿らすと電池となる。このとき木炭
は常に正極になり、マグネシウム等は負極となる。負極
はＨ^＋と反応する物質であれば何でもよいが、高電圧を
得るためにはできるだけイオン化傾向の大きい物質がよ
い。真水より海水を使用した方が若干起電力が高くなる
のは、海水はＨ^＋濃度が高いためである。

【００１４】アルミ缶利用の簡易水電池（図２）：木炭
を絶縁物質で包み、アルミ缶に挿入し、絶縁物質を水で
湿らせれば電池となる。木炭はイオン化傾向が最小の物
質の一つであるので、アルミ缶の代わりにいかなる金属
の缶でもよい。

【００１５】懐中水電池（図３）：マグネシウム容器に
海綿状の絶縁物質（布や和紙等でもよい）を詰め、この
中央に炭素棒を挿入してプラスチック・ケースにいれれ
ば電池となる。使用するときには絶縁物質に水を滲みこ
ませるだけでよい。使用後には、すべてを水洗いして乾
燥しておけば長期間の使用が可能である。起電力の劣化
が見られるときは、紙ヤスリでマグネシウム面を磨けば
起電力は回復する。

【００１６】灯台、浮標、作業筏用大型水電池（図
４）：異種の電極を交互に並べ、これを海水に浸けると
電池になる。電極はイオン化傾向の異なる物質であれば
何でもよいが、正極としてはイオン化傾向の最小である
炭素、負極としてはイオン化傾向の大きい金属ほどよ
い。しかし価額や入手の難易など考慮すると、比較的イ
オン化傾向の大きいマグネシウム，アルミニウム，亜鉛
などが適当であろう。また大型水電池であるので、電極
の表面積を大きくしたり、素電池の多くを直列・並列に
繋ぎ高電圧・大電流を得ることは容易であるので、電極
に使用できる物質は多様に選べる。たとえば銅を正極と
して亜鉛を負極とした水電池も考えられる。

【００１７】電気自動車用水電池（図５）：積載場所の
狭い電気自動車では、電池はできるだけ軽量・小型にし
なければならない。素電池の電圧は使用する電極物質に
より決まるので、正極には炭素を、負極にはできるだけ
イオン化傾向の大きい金属を使用すればよい。素電池の
出力を大きくするためには、電極表面を多孔質にして実
効表面積を大きくし、電解液に酸を使用すればよい。

【００１８】電気自動車の電源には二次電池を使用する
ことが常識とされている。しかし高出力電池ほど充電が
困難になり長時間の充電を必要とする。しかも充電中に
起こる自己放電分の充電もしなければならない。新電池
理論によれば、起電力が低下すれば電解液に酸を加えれ
ば起電力を回復できる。このようにして電極が消滅する
まで高出力電池として使用でき、電極が消滅すればこれ
を取り替えればよいので、一次電池として使用するほう
が、時間的にも経済的にも二次電池よりはるかに有利で
ある。ちなみに１モルのマグネシウムより約１４８．５
ｋｃａｌ（計算値）のエネルギーが得られる。

【００１９】速度のコントロールは、電極と電解液との
接触面積を増減することによって、あるいはまた電解液
のＨ^＋濃度を増減することによって可能である。停車中
には自己放電を防ぐことができる。夜間あるいは雨天に
使用できない太陽電池と併用すれば、長時間の高速走行
が可能となる。

【００２０】アルミ船体ボート用水電池（図６）：最近
リサイクルしたアルミ缶を船体としたボートが建造され
ているが、この場合船体自体を負電極にすることができ
る。正極としてはたとえば、水面下の船体に絶縁物質を
貼りつけ、その上に炭素板を取りつければよい。

【００２１】この場合電極である船体と電解液である海
水とが常に接触しているので、自己放電は避けられな
い。しかし不使用中の電池の放電速度と使用中の電池の
放電速度の相違は、化１に示すように前者の最終段階は
Ｈ_２を発生する化学反応速度であるが、後者においては
電子が流れる電気速度である。この差だけ自己放電速度
は緩やかであるといえる。

【００２２】水電池積載の海難信号発信装置の概念図
（図７）：ブイに水電池と発信機を積載し、カバーで包
み海水はもちろん空気との接触を防ぐ。特に水電池の包
みには窒素ガスを封入し電極の酸化を防ぐ。緊急時にブ
イを海中に放出するときには、電池の包みが破れ海水が
流入するようにしておく。水電池の電極が海水に接する
とただちに起電力を生じる。電極に付着する水酸化物を
除去する工夫をすれば、電極が消滅するまで極めて長時
間信号を発信し続けることができる。

【発明の効果】

【００２４】新電池理論により、起電力は両極のイオン
化傾向（酸化電位）の差であることが分かった。このこ
とより素電池で高い電圧を得るためには、負極にはイオ
ン化傾向の大きい物質が、正極としては炭素などのよう
に電子は流すがＨ^＋と反応し難いイオン化傾向の小さい
物質がよい。電解液（質）としては、電離してＨ^＋を生
じる物質であれば何でもよい。したがって水も電離して
Ｈ^＋を生じるので、水を電解液とした水電池が可能であ
ることが分かったのである（特許１）。

【００２５】水電池は電極とＨ^＋との反応により起電力
を生じるので、夜間あるいは雨天での発電が可能であ
る。したがって太陽電池に代わることができる。また電
極物質と水のあるかぎり発電可能であるので充電の必要
がない。しかも使用する物質は極めて安価であり、環境
汚染物質は一切使用しないですむ（特許１）。

【００２６】新電池理論より、高出力電池を得ることと
充電を容易にすることは相反する性格のものであること
が分かった。このことより高出力電池には、充電を必要
としない高出力一次電池を使用し、放電により起電力が
低下した場合には、まず電解液に酸を加えて化学的充電
を行い、電極が消耗したらこれを取り替えるほうが、従
来の電気的充電より時間的にも経済的にもはるかに有利
である。

【００２７】常温核融合の実験的成功が報じられている
が、その根拠となる実験事実が完全に説明されていない
（文１、文２）。新電池理論により、常温核融合による
とされる現象が説明された。つまり常温核融合によると
されている現象は、化学反応によるもので、常温核融合
が成功したとは考えられない（文３）。

【００２８】電解による重水素の生成及び電解液のｐＨ
値の減少：陰極にＰｄを用いてアルカリ性のＬｉＯＤの
重水溶液を電気分解すると、次の一連の反応（化３〜化
７）により生じたＬｉが、重水と反応して重水素を生じ
同時に多量の熱を出す。重水素Ｄ_２は、陰極Ｐｄを触媒
として重水素原子に解離されかつ吸蔵される。反応（化
３）により生じたＯＤ⁻は、陽極において酸化されてＤ
_２Ｏとなるので（化７）、電解が進むにつれて次第にＯ
Ｄ⁻が減少してＤ^＋が増加する。すなわち、新電池理論
により明らかになった電池の充電と同じ反応である。

【００２９】

【化３】

【化４】

【化５】

【化６】

【化７】

【００３０】熱バースト：Ｌｉは重水と激しく反応して
多量の熱を発生するが、アルカリ性の液の場合にはＤ^＋
の濃度が低いのでこの反応は起こりにくい。したがって
化４によって生じたＬｉは重水と反応することなく陰極
Ｐｄ上に析出してくる。一方電解が進むにつれて電解液
中のＤ^＋が増加する。かくして陰極上に電着して蓄積さ
れたＬｉと急激な反応を起こして発熱する。この現象が
熱バーストである。

【００３１】マイクロフォニック・バースト：マイクロ
フォニック・バーストすなわちパルス電波を発するとい
うことは、電子の流れが間欠的に変化することを意味す
る。岩石が壊れるとき荷電粒子のバーストが生じるが
（文４）、これは岩石を構成している原子の破壊によ
り、電子が放出されるためである。常温核融合の電解実
験により電子が放出されているとすれば、Ｐｄ中に吸蔵
された重水素が熱バーストによる膨脹・加圧により破壊
されて生じるものと考えざるをえない。

【００３２】核融合が常温で起こるとは信じ難いところ
であるが、かりに常温核融合が起こっているとしても、
核融合熱エネルギーとして利用できるためには、最初に
加えたエネルギーより大きいエネルギーが連鎖反応によ
り生じなければならない。これまでの常温核融合といわ
れる実験によると、電解をやめても間欠的に熱バースト
を生じるが、次第にそのエネルギーは減少し遂には熱バ
ーストを生じなくなると報告されている。すなわち現段
階では、連鎖反応により注入したエネルギー以上のエネ
ルギーは生じていないので、たとい常温で核融合が生じ
ていても、実用にはならない。

【００３３】ポリマー電池は高分子化合物を電極または
電解質とした電池であるが、その理論的根拠は、従来絶
縁体としか考えられなかった高分子化合物であるが、電
子の出入りのできる高分子化合物が発見されたので、電
池の電極、電解質への利用が可能になったためとされて
いる（文５）。

【００３４】しかし電池の起電力は、電極と電解質から
のＨ^＋との化学反応（化１）によるもので、電極および
電解質に使用するポリマーが、電子を出し入れすること
は一つの条件ではあるが、それだけでは電池はできな
い。負極には酸化電位が高く、正極には酸化電位の低い
ポリマーが適しており、しかも電解質に使用できるポリ
マーは容易にＨ ^＋を生じるものでなければならない。

【００３５】またポリマー電解質は、電解質イオンの移
動を効率よくするため、高いイオン伝導度が要求される
としているが（文５）、ダニエル電池の塩橋の役割を電
解質イオンの移動にあるとしたところからの発想と思わ
れるが、電解質（液）イオンは電池の電流とはもちろん
起電力とも関係ない。電解質イオンが起電力と関係があ
るとすれば、ｐＨは起電力法では測定できないことにな
る。ポリマー電池も新電池理論に基づいて研究がなされ
ねばならない。

【００３６】

【文４】

【文５】

【図面の簡単な説明】

【図４】燈台、浮標、作業筏用大型水電池の図面であ
る。

【図５】電気自動車用小型水電池の図面である。

【図７】水電池積載の海難信号発信装置の概念図であ
る。

【符号の説明】１、４、１３正極：木炭、炭素棒２、６、１２絶縁物：布、和紙、スポン
ジ等３、５、８、１５負極：マグネシウム、ア
ルミ、亜鉛等７プラスチック・ケース９導線１０バネ１１ガス抜き孔１４プラスチック継手１６、２１正極：炭素板等１７多孔質負極１８多孔質正極１９絶縁物２０太陽電池２２アルミ船体２３水電池２４投下後の水電池２５発信機２６ブイ２７導線吊り下げ索
─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成９年１月７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の名称

【補正方法】変更

【補正内容】

【発明の名称】新電池理論に基ずく非鉛系電池の開発
及びその利用

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】水電池はこれまでの電池の代わり
に使用できるが、（海）水を電解液とすることができる
ので海事用機器の電源として最適である（特許１）。高
起電力非鉛系電池は、正極に金属酸化物、金属硫化物、
炭素等イオン化傾向の小さい物質を、負極にイオン化傾
向の大きい物質（一般に金属単体又は合金）を使用し、
Ｈ^＋濃度の高い電解液を使用することによって得られ
る。また当然のことながら、素電池を直列に繋ぐことに
より、更に高い起電力を得ることも容易であるので、高
出力を要する電気自動車にも使用できる。

【０００２】

【従来の技術】たとえばダニエル電池の起電力は、電解
液中の金属イオンの酸化・還元によって生じるとされて
いたが、ボルタ電池では電解液中に金属イオンがなくて
も起電力を生じる。つまり電池理論は確立されていなか
ったということである。したがって、電池の研究・開発
は試行錯誤に頼らざるを得なかった。しかし新たに電池
理論が確立されたので、電池の問題点が明らかになり電
池の研究・開発が促進されることになった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】電池の課題は簡便、軽
量、無公害、高出力、充電容易でしかも安価な電池を開
発することである。特に電気自動車用の高出力・高エネ
ルギー密度の電池に関しては、鉛電池の限界が見えてい
おり高出力非鉛系電池の開発が急がれている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】電池の起電力は電極とＨ
^＋との反応（化１、化２）により生じる。したがって負
極にはイオン化傾向の大きい物質を用い、正極にはイオ
ン化傾向最小の炭素を使用し、電解液にはＨ^＋濃度が高
いものを使用すると高起電力が得られる（特許１）。イ
オン化傾向の大きい電極の場合Ｈ^＋との反応が激し過
ぎ、逆にアルカリを電解液に使用することもある。また
一方では、高起電力電池ほど充電が困難になるので、従
来の電気的充電より化学的充電のほうが有効である。

【０００５】

【特許１】

【化１】

【化２】

【文１】

【文２】

【文３】

【文４】

【０００６】

【作用】電池の起電力は正・負両極の酸化電位（イオ
ン化傾向）の差である。炭素のイオン化傾向は最小であ
るので炭素極は常に正極となり、使用される負極に対し
ては常に最高の電位差が得られる。また炭素は軽量、耐
酸性、入手し易いなどの点から正極として最適である。
したがって高起電力を得るためには、正極には炭素を負
極にはイオン化傾向が大きい物質を使用すればよい。ま
た電解液のＨ^＋濃度は高い方がよい。

【０００７】しかしながら、充電と放電は相反する行程
であるので起電力が高い電池ほど充電は困難になる。鉛
蓄電池のように、負極に比較的イオン化傾向もエネルギ
ー密度も小さい鉛を使用し、電解液のＨ^＋濃度もある程
度低めに抑えているのは、起電力をある程度犠牲にして
充電の容易さを求めたためである。したがって高起電力
電池の性能を生かして使用するには、電気的充電に代え
て化学的充電を行えばよい。すなわち電解液に酸を加え
てＨ^＋濃度を回復し、電極が消耗した場合にはこれを取
り替えるほうが、時間的にも省エネルギーの点からも効
果的である。

【０００８】水電池では負極に水酸化物が付着する。こ
の付着物を除去するためには、大型水電池の場合には回
転ブラッシャーで行えばよい（機械的除去）。小型の場
合には、電解液に酸を加え水酸化物を溶解ればよい（化
学的除去）。なお酸を加えることは起電力の上昇につな
がる（化１）。これらの操作が困難なときには、直流電
圧をかけることによって水酸化物は容易に除去できる
（電気的除去）。

【０００９】乾電池に水銀を使用するのは、金属とアマ
ルガムを作って電解液（質）のＨ^＋との反応（化１）を
弱め、負極の消耗を防ぎ乾電池の寿命を延ばすためであ
る。リチウムイオン電池の電極にコバルト酸リチウム等
の化合物を使用するのも、同様にリチウムの希釈効果を
狙ったものである。乾電池の電解質のＨ^＋濃度を低くし
て寿命を延ばすこともできる。ちなみにアルカリ電池
は、電極の酸化電位が低くなるので起電力は低下するが
充電は比較的容易になる。

【００１０】

【水電池の利用例】水電池は既存のあらゆる化学電池に
代わることができるが、電解液が（海）水であるところ
から海事用機器の電源に適している。就中、水電池は船
外に取り付けることができ、発生する水素ガスへの考慮
を払う必要がない。したがって潜水艇の電源には最適で
ある（特許１）。

【００１１】簡易水電池（図１）：木炭を布、和紙、ス
ポンジ等の絶縁物質で包み、その上にマグネシウム（リ
ボン）あるいはアルミ箔を巻きつける。これを水に浸け
るか絶縁物質を水で湿らすと電池となる。このとき木炭
は常に正極になり、マグネシウム等は負極となる。負極
はＨ^＋と反応する物質であれば何でもよいが、高電圧を
得るためにはできるだけイオン化傾向の大きい物質がよ
い。真水より海水を使用した方が起電力が高くなるの
は、海水はＨ^＋濃度が高いためである。ちなみにマグネ
シウム−炭素水電池の起電力の理論値は３．２２Ｖであ
る。

【００１２】アルミ缶利用の簡易水電池（図２）：木炭
を絶縁物質で包み、アルミ缶に挿入し、絶縁物質を水で
湿らせば電池となる。木炭はイオン化傾向が最小の物質
の一つであるので、負極側はアルミ缶の代わりにいかな
る金属の缶でもよい。ちなみにアルミニウム−炭素水電
池の起電力の理論値は２．５５Ｖである。

【００１３】懐中水電池（図３）：マグネシウム容器に
海綿状の絶縁物質（布や和紙等でもよい）を詰め、この
中央に炭素棒を挿入してプラスチック・ケースに入れれ
ば電池となる。使用するときには絶縁物質に水を滲みこ
ませるだけでよい。使用後には、すべてを水洗いして乾
燥しておけば長期間の使用が可能である。起電力の劣化
が見られるときは、紙ヤスリでマグネシウム面を磨けば
起電力は回復する。

【００１４】灯台、浮標、作業筏用大型水電池（図
４）：異種の電極を交互に並べ、これを海水に浸けると
電池になる。電極はイオン化傾向の異なる物質であれば
何でもよいが、正極としてはイオン化傾向の最小である
炭素、負極としてはイオン化傾向の大きい金属ほどよ
い。しかし価額や入手の難易など考慮すると、比較的イ
オン化傾向の大きいマグネシウム，アルミニウム，亜鉛
などが適当である。また大型水電池であるので、電極の
表面積を大きくしたり、素電池の多くを直列・並列に繋
ぎ高電圧・大電流を得ることは容易であるので、電極に
使用できる物質は多様に選べる。たとえば銅を正極とし
て亜鉛を負極とした水電池も考えられる。

【００１５】水電池の電気自動車への利用（図５）：積
載場所の狭い電気自動車では、電池はできるだけ軽量・
小型にしなければならない。素電池の電圧は使用する電
極物質により決まるので、正極には炭素を負極にはでき
るだけイオン化傾向の大きい金属を使用すればよい。素
電池の電流を大きくするためには、電極表面を多孔質に
して実効表面積を広くすればよい。起電力が劣化したと
きには電極表面を洗浄すればよい。水の代わりに酸を使
用すればより高起電力が得られる。

【００１６】アルミ船体ボート用水電池（図６）：最近
リサイクルしたアルミ缶を船体としたボートが建造され
ているが、この場合船体自体を負電極にすることができ
る。正極としてはたとえば、水面下の船体に絶縁物質を
貼りつけ、その上に炭素板を取りつければよい。この場
合、電極である船体と電解液である海水とが常に接触し
ているので自己放電は避けられない。しかし不使用中の
電池の放電速度と使用中の電池の放電速度の相違は、化
１に示すように前者の最終段階はＨ_２を発生する化学反
応速度であるが、後者においては電子が流れる電気速度
である。この差だけ不使用時の放電速度は緩やかである
といえる。

【００１７】水電池積載の海難信号発信装置の概念図
（図７）：ブイに水電池と発信機を積載し、カバーで包
み海水はもちろん空気との接触を防ぐ。特に水電池の包
みには窒素ガスを封入し電極の酸化を防ぐ。緊急時にブ
イを海中に放出するときには、電池の包みが破れ海水が
流入するようにしておく。電極が海水に接するとただち
に起電力を生じる。電解液である海水は無限に供給され
るので、電極が消滅するまで発信を続けることができ
る。

【００１８】水電池以外の非鉛電池も、高起電力を得る
ためには両極のイオン化傾向の差を大にして、電解液の
Ｈ^＋濃度を濃くすればよい。

【００１９】ニッケル水素電池：正極の水酸化ニッケル
は、酸化電位が低いので正極に適しているが、酸化電位
０Ｖの炭素を使用するほうがより高起電力を得られる。
一般に水素吸蔵合金はイオン化傾向が大きいので、負極
に水素吸蔵合金を使用することは新電池理論に適ってい
る。しかし水素自体は、電極が触媒になって電離しては
じめて起電力を生じるが、その起電力は僅かに０．０６
Ｖである。したがって例えば、マグネシウムのように水
素吸蔵合金でなくても、入手し易く且つイオン化傾向の
大きい金属を使用したほうが、より効果的である。

【００２０】リチウムイオン電池：リチウムはイオン化
傾向最大の金属であるので、負極にリチウム、正極に炭
素を使用すれば素電池で４Ｖの起電力は容易に得られ
る。しかしリチウムの単体を負電極に使用したとき、電
解液に水や酸を用いることは極めて危険である。したが
ってアルカリ性の電解液を使用してＨ^＋濃度を下げなけ
ればならない。あるいはまたコバルト酸リチウムのよう
な合金を使用して、リチウムと電解液のＨ^＋との接触を
少なくして反応を抑制する必要がある。

【００２１】ニカド電池：負極にニッケル、正極に水酸
化カドミウム、電解液にアルカリ水溶液が使用されてい
るが、正極にイオン化傾向の小さい水酸化カドミウムの
使用はよいとして、負極にあまりイオン化傾向の大きい
とはいえないニッケルを使用し、電解液にアルカリ水溶
液を使用したことは、高起電力を得るという点では適切
であると言えない。ただし充電を容易にするためには妥
当な措置である。

【００２２】ポリマー電池は高分子化合物を電極または
電解質とした電池であるが、ポリマー電池が可能になっ
たのは、電子の出入りのできる高分子化合物が発見され
たためである（文５）。電池の起電力は、電極と電解質
からのＨ^＋との化学反応（化１）によるもので、負極に
は酸化電位が高く正極には酸化電位の低いポリマーが適
している。

【００２３】充電：充電は放電の逆の行程を生じさせる
ことである。したがって高起電力電池ほど充電が困難に
なる。しかも充電中に起こる自己放電を補充するための
充電もしなければならない。新電池理論によれば、電解
液に酸を加える化学的充電法により起電力を回復でき
る。このようにして電極が消滅するまで高出力電池とし
て使用して、電極が消滅すればこれを取り替えればよ
い。

【００２４】金属のエネルギー密度：若干の金属のエネ
ルギー密度を表１に示した。ニッケルの酸化電位は−
０．２１Ｖとされているが，測定の結果は＋０．２１Ｖ
であった（文４）。鉛はイオン化傾向が小さく、起電力
及びエネルギー密度からすると負極として適していると
は言えないが、充電が容易である点から二次電池の電極
として使用されたのである（特許１）。ニッケルは鉛よ
りイオン化傾向が小さいので、鉛と同様に高起電力電池
の負極としては適当な物質とは言えないが、二次電池と
しては鉛より有利である。

【００２５】非鉛系電池の電気自動車への利用及びその
概念図（図８）：非鉛系の電池は、電極と電解液の組み
合わせによって容易に高起電力を得ることができる。し
かも化学的充電が可能であるので、高起電力に付随する
困難な電気的充電を考慮する必要がない。たとえば、負
極にマグネシウム正極に炭素を使用した電池は、素電池
で容易に３Ｖ以上の起電力を得ることができる。水タン
クと硫酸タンクを備えておけば水電池としても使用可能
であるし、かつ電解液のＨ^＋濃度を加減することによっ
て起電力を制御することができる。長期間の停車中に
は、電池の中の電解液をタンクに戻して自己放電を防ぐ
ことができる。化学的充電を繰り返し、電極が消耗すれ
ばこれを取り替えればよい。

【発明の効果】

【００２６】本発明は、以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００２７】新電池理論により、半電池の起電力は電極
と電解質のＨ^＋との反応によって生じ、電池の電圧（起
電力）は両極の酸化電位（イオン化傾向）の差であり、
高い電圧の素電池を得るためには、負極にはイオン化傾
向の大きい物質を、正極としては金属の酸化物や硫化物
のように、イオン化傾向が小さく導電性の物質を使用す
ればよい。就中、イオン化傾向が最小、軽量、安定かつ
入手し易い炭素が最適である。電解液（質）は、電離し
てＨ^＋を生じる物質であれば何でもよいが、高起電力を
得るためには、Ｈ^＋濃度が濃いほどよいことが分かっ
た。

【００２８】また充電は放電の逆の行程を起こさせるこ
とであるので、高起電力を得ることと充電を容易にする
ことは二律背反の関係にある。つまり高起電力電池は、
放電により消費された起電力を回復することが困難であ
るだけでなく、充電中にも電極とＨ^＋との反応すなわち
自己放電が激しく起こり、この自己放電により低下する
起電力の回復も同時に行なわなければならない。したが
って高起電力二次電池の実現は、理論上は可能であって
も実際には非常に困難である。

【００２９】しかし充電は放電により低下したＨ^＋濃度
を回復し、放電により溶解した負極を回復することであ
るので、放電により低下したＨ^＋濃度の回復のために
は、電解液に酸を加える化学的方法が可能である。した
がって高起電力電池の充電には電解液に酸を加え、電極
が消耗したらこれを取り替える化学的充電のほうが、従
来の電気的充電より時間的にも経済的にもはるかに有効
である。

【００３０】二次電池は放電後の充電を考慮しなければ
ならないところから、ある程度起電力を犠牲にしなけれ
ばならなかった。このため起電力あるいはエネルギー密
度の点で劣るが、比較的充電が容易にできる鉛を負電極
とした鉛蓄電池が広く使用され、あるいはまたニッケル
を負極にしたニカド電池が開発されたのである。ニカド
電池は電解液にアルカリ性の溶液が使用されているの
で、充電は鉛蓄電池より容易であるはずである。

【００３１】以上述べたように、これまで電池理論が確
立されていなかったので、電池の開発は試行錯誤により
電極或は電解液に適した物質を模索せざるを得なかっ
た。しかし新電池理論の確立により、電池の起電力発生
のメカニズムが明らかになったことから、電極あるいは
電解液に適した物質の選択幅を絞ることができ、非鉛系
高起電力電池の開発が容易かつ確実になった。

【新電池理論から派生した新事実】

【００３２】常温核融合の実験的成功が報じられている
が、その根拠となる実験事実が完全に説明されていない
（文１、文２）。しかし新電池理論により、常温核融合
に起因するとされる現象が、化学反応によるものである
ことが明らかになった。

【００３３】たとえば電解により重水素が生成し、電解
液のｐＨ値が減少する現象は次のように説明される。陰
極にＰｄを用いアルカリ性のＬｉＯＤの重水溶液を電気
分解すると、一連の反応（化３〜化７）により生じたＬ
ｉが重水と反応して、重水素を生じ同時に多量の熱を出
す。重水素Ｄ_２は陰極Ｐｄを触媒として重水素原子に解
離されかつＰｄに吸蔵される。反応（化３）により生じ
たＯＤ⁻は、陽極において酸化されてＤ_２Ｏとなるので
（化７）、電解が進むにつれて次第にＯＤ⁻が減少して
Ｄ^＋が増加する。すなわち電池の充電による反応と同じ
反応である。

【００３４】Ｌｉは重水と激しく反応して多量の熱を発
生するが、アルカリ性の液の場合にはＤ^＋の濃度が低い
のでこの反応は起こりにくい。したがって化４によって
生じたＬｉは重水と反応することなく陰極Ｐｄ上に析出
してくる。一方電解が進むにつれて電解液中のＤ^＋が増
加する。かくして陰極上に電着して蓄積されたＬｉと急
激な反応を起こして発熱する。この現象が熱バーストで
ある。

【００３５】マイクロフォニック・バーストすなわちパ
ルス電波を発するということは、電子の流れが間欠的に
変化することを意味する。これは岩石を構成している原
子の破壊により電子が放出されるためである（文６）。
常温核融合の電解実験により電子が放出されているとす
れば、Ｐｄ中に吸蔵された重水素が熱バーストによる膨
脹・加圧により破壊されて生じるものと考えざるをえな
い。

【００３６】核融合が常温で起こるとは信じ難いところ
であるが、かりに常温核融合が起こっているとしても、
核融合熱エネルギーとして利用できるためには、最初に
加えたエネルギーより大きいエネルギーが連鎖的に生じ
なければならない。これまでの常温核融合といわれる実
験によると、電解をやめても間欠的に熱バーストを生じ
るが、次第にそのエネルギーは減少し遂には熱バースト
を生じなくなると報告されている。すなわち、注入した
エネルギー以上のエネルギーは生じていないので、たと
い常温で核融合が生じていても実用にはならない。つま
り常温核融合が成功したとは考えられない（文３）。

【００３７】ｐＨと起電力の関係式の理論的誘導（特許
１）：基準半電池（起電力Ｅ_ｒＶ）と、ｎモルのＨ^＋濃
度の被檢液を電解液とした半電池（起電力Ｅ_ｎＶ）を、
組み合わせた電池の起電力（電圧）ΔＥは化８で表され
る。これよりｐＨと起電力の関係式（化９）を得る。基
準半電池に炭素電極を使用すると、炭素電極の起電力Ｅ
_ｒは０Ｖで、甘コウ半電池を基準にするとＥ_ｒは０．２
８Ｖとなる。標準水素電極を基準とした場合、Ｅ_ｒは水
素の電離による起電力０．０５９Ｖ（特許１）となる。
ただし化９式が適用できるのは、比較電池の電極が白金
の場合である。

【００３８】ｐＨメーターの電極はＨ^＋と反応して、そ
の濃度に比例した起電力を生じなければならない。この
ような物質の一つとしてガラスが知られている（特許
１）。ガラス電極が基準電池に使用される場合には、当
然のことながら固有の起電力を持つ。この固有の起電力
を不斉電位と称しているが（文７）、化８及び化９式の
Ｅ_ｒで表したところの基準半電池（今の場合基準ガラス
電極）の起電力である。

【００３９】

【化３】

【化４】

【化５】

【化６】

【化７】

【化８】

【化９】

【００４０】

【文４】

【文５】

【文６】

【文７】

【００４１】

【表１】

【図面の簡単な説明】

【図４】燈台、浮標、作業筏用大型水電池の図面であ
る。

【図５】電気自動車用小型水電池の図面である。

【図７】水電池積載の海難信号発信装置の概念図であ
る。

【図８】電気自動車積載の非鉛系電池の概念図である。

【符号の説明】１、４、１３正極：木炭、炭素棒２、６、１２絶縁物：布、和紙、スポン
ジ等３、５、８、１５負極：マグネシウム、ア
ルミ、亜鉛等７プラスチック・ケース９導線１０バネ１１ガス抜き孔１４プラスチック継手１６、２１正極：炭素板等１７、３４多孔質負極１８、３５多孔質正極１９絶縁物２０太陽電池２２アルミ船体２３水電池２４投下後の水電池２５発信機２６ブイ２７導線吊り下げ索２８安全弁２９硫酸タンク３０水タンク３１圧縮ポンプ３２バルブ３３端子

【表の説明】

【表１】金属の酸化電位とエネルギー密度

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

【図８】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水電池の理論：電池の起電力は電極と電
解液のＨ^＋との反応により生じる。水電池が可能である
のは、水の電離によってＨ^＋を生じ電極と反応するから
である。（水）電池の起電力は両電極のイオン化傾向
（酸化電位）の差となる。したがって素電池で高い起電
力を得るためには、正極にはできるだけイオン化傾向が
小さい物質を、負極にはできるだけイオン化傾向の大き
い物質を使用する。ちなみに炭素はイオン化傾向の最小
の物質の一つである。
【請求項２】水電池の製作及びその応用：水電池は在
来型のあらゆる電池に代わることができるが、異種の電
極を（海）水に浸けるだけで電池となるところから、海
事用機器の電源として特に有利である。新電池理論か
ら、電気自動車のような大容量の電池を必要とする場合
には、電極を酸に浸けただけの一次電池が有効である。
【請求項３】水電池の起電力の再生：水電池は電極と
水がある限り発電するので充電の必要がない。しかし電
極表面に反応生成物が付着すると起電力は劣化するの
で、起電力再生のためにはこの付着物を除去すればよ
い。付着物の除去方法として機械的、化学的及び電気的
方法がある。