【小学生対象：簡単実験】水から電池を作る、燃料電池実験をやってみよう🥼
今日は未来のエネルギーについて考える実験をご紹介します！💡
今、次世代のエネルギーとして燃料電池が注目されています。燃料電池の車やバスも増えてきていますよね🚗🚌
そんな未来のエネルギーに様々な選択肢がある中で、現在、私達の生活の周りでよく使われているエネルギーの燃料は地球から出ているものを使って作っています。例えば、石油・石炭・天然ガスなどなど…。
こういったものを燃やすと二酸化炭素が出るので環境にはあまりよくありません。燃やしてエネルギーにするのは効率が良いですが、二酸化炭素をはじめとして環境に良くないものが沢山出てしまうため、社会的な問題となっています。
また、私たちがこれまで沢山エネルギーとして使い続けてきた結果、資源が残り少なくなっているので、他のエネルギーを考えなくてはなりません。そのため、風力発電や太陽光発電、今回の実験で取り上げる燃料電池の研究開発などが進んでいます。
そこで今日は水から電気を作ることに挑戦したいと思います！👆️
用意するもの
鉛筆2本（中の芯、炭素を使います。実験で使った後も普通に使用可）
鉛筆けずり
わりばし
輪ゴム
ワニ口クリップ
9V電池
LEDダイオード
プラスチックコップ 1個
塩 スプーン1杯程度
セロテープ
今回は乾電池を使って電気を流し、水を水素と酸素に分解します。そしてそれらがくっつこうとするエネルギーを利用して電気を光らせる実験です！
中では電子の移動が起こっていて、何かを使い果たすという形ではなく、循環する仕組みで電気を起こすことができます💡
例えば私達の身近な例だと水素カー🚗は、ガソリンの代わりに水素を使っています。
今日は、電気分解という科学反応を使って水素を作るところからやります🙌
実験スタート
まずは鉛筆2本の両方を中の芯がしっかり出るように削ります！既に使っている鉛筆があれば反対側だけ削るのもOKですが、ある程度長さが必要になるので注意して下さい。芯が中で折れていると電気が通らないので、床に何度も落としてしまったものや芯が柔らかいものは避けるようにしましょう。
鉛筆の濃さは酸素の量が多い方が良いため、HやHBよりは２Bや３Bがお勧めです！（４Bまでいくと芯が柔らかいので🙅♀️）
削った鉛筆はプラスチックカップの中で2本がくっつかないように固定します。
そこで、鉛筆を固定するために割り箸を使いたいと思います！
これで電気を通すための電極が完成しました！
今回は水の電気分解を行います。実は、水はすごく安定している物質なので通常のままだと電気をかけても分解されません。そのため分解しやすいようにあるものを混ぜたいと思います！それは、、、、塩です！🧂
（重曹、アクエリアスでも可です🙆）
さっ！準備が整いました。
最後に鉛筆のプラス極とマイナス極を決めましょう。決めたら絶対に付け替えないようにしましょう🚨
そしたらここに電気を繋ぐリード線をくっつけます。
プラス極に赤のリード線を、マイナス極に黒のリード線をつけます。
挟む位置は鉛筆の木の部分ではなく、芯の部分を挟むようにしましょう。
芯が折れないように注意しましょう⚠
※ワニ口クリップがない場合は、リード線は100均の工具売り場で購入できます。クリップの部分は電気を通す素材で出来ている目玉クリップでも代用可能です！
＼ここから電気分解スタートです／
電気を流して水を分解します。電池の＋のところに先ほど決めたプラス極の赤のリード線を、－のところに黒のリード線をくっつけます。
9V電池だとクリップがかませやすいのでお勧めです！できるだけ外れないようにしっかり挟みましょう。
もしくは、真ん中のくぼみにクリップの片側を挟むやり方でもOKです。
今、水素が出ている状態です。
プールみたいな匂いもします🏊️
マイナス側から水素（H+）が出ています。
プラス側からは塩素(Cl-)がでています。※水が電気分解しやすいように今回は塩(NaCl)をいれたため
2分くらい経ったら、電池からワニ口クリップを外します。
これで水素と酸素に分解された状態なので、ワニ口クリップをLEDライトにくっつけて電気がつくかどうか検証します💡
LEDには曲性があるため、プラスとマイナスの端子が決まっています。長い方がプラス(アノード)になるので赤いリード線をくっつけます。曲げている方のマイナス(カソード）に黒いリード線をくっつけます。9V電池からワニ口クリップを外したらすぐにLEDダイオードに繋げましょう。
光が弱い場合は溜めれば溜めるほど強く光るので、電池とワニ口クリップを繋げる状態の時間を3分～４分に延ばしてみましょう。
背景が黒だとこんな感じで見えます！
～まとめ～
今回の実験のように電気分解したものがくっつく化学反応を利用して電気を作り出すシステムを燃料電池と言います。
今回は水の電気分解という方法で水素を発生させて、その水素を水に戻す反応を使ってみました。この方法だと燃やすい方法とは違って、二酸化炭素は出ないので環境に優しいと言えますね🌍️🌱
ただ問題点として、今回のような小さな装置で私達の日常生活を維持するための電力量を作るのは難しいこと。水素というガスをどのように保管＆輸送するかといった問題などもあります。水素は一瞬で燃えて危険でもあるので、どのように取り扱うかが課題になっているため、安全性を確保する技術が研究開発されている段階です。
水素エネルギーが私達の生活で当たり前になったら、ほとんどの車が水素で走るようになったり、水しか出ないので排気ガスが出なくなったりすることが考えられますね！🚗💨ガソリンスタンドの代わりにまだまだ少ない水素スタンドが当たり前の未来もちょっと先に来るかもしれません、、！
このnoteがクリーンエネルギーについて考えるきっかえになったら幸いです。
ぜひお家で、親子で実験にトライしてみてください👀🥼
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