【電気工事士1種】燃料電池の発電原理についての総合問題(H29年度問18)

問題 <H29年問18>
燃料電池の発電原理に関する記述として、誤っているものは。

<解答の選択肢>

  1. 燃料電池本体から発生する出力は交流である
  2. 燃料の化学反応により発電するため、騒音はほとんどない
  3. 負荷変動に対する応答性にすぐれ、制御性がよい
  4. リン酸形燃料電池は発電により水を発生する

— 答え —
燃料電池で発電され出力する電力は直流なので、間違っているのは選択肢1。

【出典:平成29年度第一種電気工事士筆記試験問18】

<燃料電池問題を繰返し練習したいあなたには>
H27年問13(燃料電池の原理図)
H22年問12(燃料電池の原理図)

スポンサーリンク

解法と解説

方針

燃料電池の問題は 12年で 3回出題。しかも、今年(H29年)は総合問題で難問。

合格分かれ道事項をマスターした後での学習をお勧めする。

ふくラボ流攻略法

燃料電池の中で代表的なリン酸形燃料電池の原理図を下に示す。

水素と酸素が燃料電池に供給され、水とともに負極と正極の間で電子が流れる=電気が発生する。

この原理をもとに、各選択肢を吟味していく。

選択肢1
原理図で、負極と正極から電子が流れる=電気が出力されるが、この負極と正極の位置は変わらない。

ということは、流れる電子の向きは変化しない、つまり出力電力は直流

したがって、「交流」が誤り。

選択肢2
選択肢の文章は正しい。

原理図を見ると、水素分子 H2 が電解液の中を水素イオン H+ で移動し、正極に供給された酸素分子 O2 が水 H2O になって放出されている。

物質が変わっていっているから、これらの動きは全部化学反応。

そして、ディーゼル発電のように燃料を燃やすこともなければ、発電機がグルグル回ることもなさそう。

だから、騒音は(比較的)静か。

選択肢3
この選択肢の正誤は、ふくラボでは正直分からない。最新の研究眺めても、負荷追従性について、技術開発が必要と書いてあるし。

今、分かる範囲として、高圧ガスでタービンを動かす発電機(汽力発電等)よりは追従性はよく、鉛蓄電池よりは追従性は悪い。これは事実のよう。

というわけで、保留(もちろん、選択肢1が誤りだから、正誤がはっきりしなくてもいいんだけど)。

選択肢4
リン酸形燃料電池の原理図を示したが、正極側で、供給された酸素が水素イオンと反応して、水 H2O が排出される。

だから、発電により水が発生する、は正しい。

結果
以上の吟味から、燃料電池の説明で誤っているのは、出力が交流

まとめ

燃料電池の問題は 12年で 3回出題。合格分かれ道事項をマスターした後での学習をお勧めする。

燃料電池の中で代表的なリン酸形燃料電池の原理図を頭に入れておくのが吉。

類似問題・関連記事
H29年問18(燃料電池の総合問題)
H27年問13(燃料電池の原理図)
H22年問12(燃料電池の原理図)

・燃料電池の解説

次なる訓練問題
前の問題(問17)
次の問題(問19)
平成29年度(2017年度)問題

タイトルとURLをコピーしました