固体電解質

先程、似た質問をしたのですが、もう一つ教えていただきたいことがあったので質問しました。

先程の質問
「電池は化学エネルギーを電気エネルギーに変換することで、その役割を果たしている、というふうに本に書いていましたが、これはどういういみなのでしょうか？化学エネルギーとは具体的にどのようなこと(エネルギー)を差すのでしょうか？」

についてですが、固体電解質(例えばLi+イオン伝導体)を使った固体型電池の場合、イオンが伝導することによって、どのような化学エネルギーがどのような電気エネルギーに変換されているのでしょうか？具体的な例を挙げてくださると非常にありがたいです。よろしくお願いします。

No.1 ベストアンサー 回答者： doc_sunday 回答日時： 2006/02/08 17:32

リチウム電池については下記、東北大学のサイトをご覧下さい：

http://www.tagen.tohoku.ac.jp/labo/mizusaki/semi …
ここでは、電解質は水溶液系です。
水溶液系には色々問題もありますので、ご質問の「固体電解質」を使いたいというのが最近のテーマで、非常に沢山の発表がなされています。
下記に物質・材料研究機構の例を挙げました。
http://www.nims.go.jp/jpn/news/press/press22.pdf
この最後の図を見ておわかりのように、電極の材料と、リチウムイオンの行動は水溶液を用いる場合と全く同じです。
原理的には始めの東北大学のサイトの図にある正極と負極の行動が全てを表しています。固体電解質を使うかどうかは「扱いやすさ」に尽きるのではないでしょうか。

先ほどの質問が閉められてしまったので、追加を挙げておきます。
酸素と水素を反応させると水が出来、そのとき反応熱が出ます。熱は分子原子のランダムな運動の激しさなので、エネルギーの種類としては最も「質の低い」もので、そこから電気・仕事を取り出すには、温度差が必要です。ですから水素と酸素を燃やしてしまうと、取り出せる仕事の量は、熱力学の第二法則、で決まった、温度依存の量になってしまいます。
ところが、「燃料電池」を用いて水素から電子を取りこれを酸素に与えてやるという過程をバラバラにして、燃料電池を作ってやると、同じ水が出来るとき、ほとんど「最高の効率」で電気・仕事を取り出すことが出来ます。それが「電池」の本当のすごさです。
不幸にして、私も「熱力学」に弱いので、最高どの程度のエネルギーが取り出せるか、数字でお示しできませんが、電気・仕事は光よりもさらに質の高いエネルギーですので、電池の将来はエネルギーの将来そのものだと言えるでしょう。
m(__)m

この回答へのお礼

ご丁寧な説明ありがとうございます。これから、じっくりと読ませていただきます。

お礼日時：2006/02/09 09:33