燃料電池の化学変化：正しい反応式の選び方

燃料電池の化学反応に関する問題では、正しい反応式を選ぶことが重要です。特に「2H₂＋O₂→2H₂O」と「H⁺＋OH⁻→H₂O」のどちらを使うべきか迷う場合があります。この記事では、燃料電池で起こる化学変化の正しい反応式の選び方について解説します。

1. 燃料電池の基本的な仕組み

燃料電池は、化学エネルギーを電気エネルギーに変換する装置です。最も一般的なタイプの燃料電池は、水素と酸素を反応させて電気を生成します。この反応は、酸化還元反応を利用しており、最終的には水（H₂O）が生成されます。

燃料電池の反応式にはいくつかの異なる表現がありますが、重要なのは反応の本質です。燃料電池内で実際に起こる反応を正確に理解することが、問題に答えるためのポイントとなります。

「2H₂＋O₂→2H₂O」の反応式は、水素と酸素が反応して水を生成する過程を示しています。これは燃料電池の基本的な化学反応であり、電池内で水素分子（H₂）が酸素分子（O₂）と反応して水（H₂O）を生成します。この反応は、燃料電池で最もよく使用される反応式です。

この反応式では、酸素が還元され、水素が酸化されることになります。電池内で発生する電流は、酸化還元反応による電子の移動によって生じます。

「H⁺＋OH⁻→H₂O」の反応式は、酸と塩基の中和反応を示しています。この反応式は、燃料電池の一部で発生する水の生成過程を示すことができますが、直接的な化学反応式として使われることは少ないです。

この反応は、通常、燃料電池の内部での中和反応や、膜を通じて水素イオン（H⁺）と水酸化物イオン（OH⁻）が結びつく場面で見られます。したがって、この式を使用するのは誤解を招く可能性があります。

燃料電池で使用される正しい反応式は、「2H₂＋O₂→2H₂O」の方です。この式は、水素と酸素が反応して水を生成するという、燃料電池の基本的な化学反応を表しています。

「H⁺＋OH⁻→H₂O」の式は、中和反応の一例ですが、燃料電池の主な化学変化として使われることは少ないです。したがって、問題において求められているのは、「2H₂＋O₂→2H₂O」の反応式です。

燃料電池で起こる化学変化を表す正しい反応式は「2H₂＋O₂→2H₂O」です。この式は、水素と酸素が反応して水を生成する反応を示しており、燃料電池の基本的な動作を理解するために重要です。

「H⁺＋OH⁻→H₂O」の式は、中和反応を示すものですが、燃料電池の主要な反応式として使用するのは誤りです。したがって、試験や問題で求められた場合には、「2H₂＋O₂→2H₂O」の式を選択することが適切です。