備長炭電池（備長炭にアルミ箔を巻いた電池）と活性炭電池（アルミ箔と活性炭をサ...

hiroringさん

この質問は、「炭を使って家庭で作る電池」というだけのことで、
備長炭でも活性炭でも、普通の安い炭でも、基本的な部分に変わりは無いです。

http://www.panasonic.co.jp/mbi/forest/04/02.html
（炭の電池の例）

http://www.tohoku-epco.co.jp/new_naze/koubou/oneday/jikken/01.html
（活性炭の電池の例）

http://search.yahoo.co.jp/search?p=%E5%82%99%E9%95%B7%E7%82%AD%E9%9...
（備長炭電池についてのホームページの検索例）

発電の仕組みは、中学の理科や高校の化学で、電池の授業の時に習うものです。

マイナス極側に、アルミや亜鉛（乾電池の場合)など、イオン化して溶けやすい金属を使います。

金属がイオン化して溶ける時に、中に入れた電解液（水溶液）の中にプラスの金属イオンが出て、
マイナス極の金属板には、電子が残っています。

亜鉛の例で説明すると、
Zn －＞ Zn2+ ＋ 2e-
化学の教科書にも出てくるでしょう。

プラス極側は、銅板のように、イオン化しにくい金属を使ったり、
マンガン乾電池でも炭素棒を入れますが、イオンになりにくい、電気を通す物質を使います。

イオン化傾向の大きさの差として、
（イオン化傾向の大きい金属をマイナス極）＞（イオン化傾向の小さい金属をプラス極）
のようにして、プラス極の極板材料と、マイナス極の極板材料を選びます。

炭や、活性炭や、備長炭を使うのは、炭素が電気を通すからというだけのことです。
（また、炭素はイオン化しにくいので、プラス極の材料に使えます）

普通の安い炭の場合、不純物が多いのと電気を通しにくい場合もあるので、
あまり性能の良い電池にならないでしょう。

活性炭や備長炭の場合、炭素の純度が比較的高いですし、
表面積が多くて電解液との接触面積も多くて有利ですし、
備長炭で密度の高い物なら、電気も通しやすいですから、
電池を作るのに有利になるでしょう。

（これは、まあ正しいですが）＞アルミがイオン化してまでは同じと思いますが、

（ここは注意が必要）＞備長炭の酸素と化学反応を起こしたのが備長炭電池だと思われますが

http://www.geocities.jp/amy_chemistry/labo2.html
（このホームページも、質問文と同じで、ちょっと変な理解があるようです）

上のHPに出てくる式 ＞ O2　＋　2H2O　＋　4e-　→　4OH-
（酸素と電子を加えると、水が OH- イオンになってアルカリ化…なんか変でしょ？）
これは、ちょっと理解としてはまずいように思います。
電池でなく電気分解の話をする時には、こういった説明も使うのですが。

酸素との反応という理解は、電池の発電に続く次の段階の部分です。

分極反応で電池が弱る時に発生している、プラス極側の気体の泡は、
「水素の泡」として覚えておくことも多いからです。

2H+＋ 2e- －＞ H2 （気体の水素のガスの泡）

e-の電子は、電流が流れて外側の電線を通って、マイナス極からプラス極に回ってきたものです。

プラス極側が、水素の泡で覆われてしまうと、電気が通りにくく、
電解液と極板の接触も減るので、電池が弱くなってしまいます。
（分極反応と呼ばれるものです）

過酸化水素（オキシドール）を加えたりして酸素を補ったりするのは、
上で出てきた H2 の水素の泡を消す目的です。
（分極を酸素で消すので、消極剤を加えて化学反応を起こすわけです）

2H2 ＋ O2 －＞ 2H2O のような、小中学校の理科でも習う反応のためです。

市販の乾電池などだと、二酸化マンガンなどが消極剤として中に入っています。
補聴器などで使う空気電池だと、空気を中に入れて酸素を加えるようになっています。

発電の説明までだったら、プラス極側に水素の泡ができてしまいますが、
酸素云々の説明はしなくてもできます。
・マイナス極材料のイオン化、プラス極側はイオン化しにくい、
・マイナス極が溶ける時に電子が残る、
・プラス極側に電子が回ってきて、極板表面で電解液のH+イオン(水素イオン)など、
、、イオンから元の状態に戻りやすい物質が反応している。

ボルタ電池の基本の原理と同じですが、２種類の金属（イオン化傾向が違う）と、
電解液があれば、一応は電池はできますから。
プラス極側は、炭や炭素を固めた物や、この質問の話のように備長炭や活性炭でもできます。

酸素を何らかの方法で加えて、酸化反応で水素を水に変える部分は、
電池の性能アップをさせる消極剤の話のほうになるので、
発電の化学反応とは分けて説明するほうがいいです。
（上で出てきた水素の泡が邪魔になるので、酸素を加えて水にして消してしまう）

プラス極、マイナス極、電解液、消極剤、といった、電池の基本構成の説明に応用できる要素が、
これで揃うわけです。この４つが何なのかを考えて電池を理解するとよいです。
＊＊炭電池の話でも、これは同じですから。

備長炭や活性炭の表面の、細かい構造や触媒的な作用をする部分まで考えれば
別な説明も可能ですが、大学以上の化学の知識とか、ちょっと複雑になるでしょう。