燃料電池の原理と特徴に関する記述として,誤っているものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。…

電力 第5問

燃料電池の原理と特徴に関する記述として,誤っているものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

正答 (1)
正答は (1)。 【誤りの選択肢 (1)】 「直接、交流電力を発生する」が誤りです。燃料電池が発生するのは直流電力です。電池という名のとおり、正極と負極の間に電位差を生じ、外部回路へ一方向の電流を流す装置ですから、発生するのは直流にほかなりません。交流の系統につなぐには、インバータ(逆変換装置)を通して直流を交流に変える必要があります。なお、選択肢の前半にある「燃料は外部から供給され」という点は正しく、これが乾電池や蓄電池との大きな違いです。内部にたくわえた物質を消費するのではなく、水素と酸素を送り込み続けるかぎり発電を続けられます。
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【正しい選択肢の確認】 (2) 燃料電池は、用いる電解質の種類によって分類されます。  りん酸形     動作温度は約200度。業務用の熱電併給に使われる。  溶融炭酸塩形   動作温度は約650度。発電効率が高く大容量に向く。  固体高分子形   動作温度は約80度。起動が速く、家庭用や自動車用。  固体酸化物形   動作温度は約1000度。最も高い発電効率が得られる。 正しい記述です。 (3) 水に電気を流すと水素と酸素に分かれるのが水の電気分解です。 燃料電池は、水素と酸素を結びつけて水にし、そのときに電気を取り出すので、電気分解と逆の反応です。正しい記述です。 (4) 反応は発熱を伴うので、発生した熱を空調や給湯に使えます。 発電と熱利用を合わせた総合効率は80パーセントを超えることもあり、家庭用燃料電池が普及した理由の一つになっています。正しい記述です。 (5) 水素をそのまま貯蔵して使うのは扱いが難しいため、 実際には天然ガス(主成分はメタン)やメタノール、液化石油ガスなどを改質器にかけ、その場で水素を取り出して使います。正しい記述です。 【反応式】 燃料電池の全体の反応は次のとおりです。  2 × 水素 + 酸素 → 2 × 水 燃焼と同じ最終結果ですが、炎を上げずに電気化学的に進めるので、振動や騒音が小さく、窒素酸化物もほとんど発生しません。

出典:令和6年度上期第三種電気主任技術者 電力科目 問5(一般財団法人 電気技術者試験センター 公表)出典元ページ

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