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電験三種(第三種電気主任技術者)「電力」のうち、燃料電池の問題です(大分類:再生可能エネルギー・その他の発電・蓄電・重要度C)。一問一答3問 → 五肢択一1問の順に解き、解答・解説は各問題の下を開いて確認してください。
一問一答(○×)
重要度:C 難易度:★☆☆
問1:燃料電池は、水素と酸素の電気化学反応によって交流電力を直接得る装置である。
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正解:×
燃料電池が発生するのは直流です。交流の負荷や系統に供給するには、インバータで交流に変換します。
重要度:C 難易度:★★☆
問2:水素−酸素燃料電池の理論起電力は約1.23Vである。
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正解:○
水素と酸素から水ができる反応のギブズエネルギー変化から求めた理論起電力は約1.23Vです。実際のセル電圧は損失のためこれより低くなります。
重要度:C 難易度:★☆☆
問3:固体高分子形燃料電池は、固体酸化物形燃料電池より高い温度で作動する。
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正解:×
固体高分子形は低温(80℃程度以下)、固体酸化物形は高温(750〜1,000℃程度)で作動します(環境省「バイオマス資源の有効利用に資する燃料電池活用戦略」)。
五肢択一
重要度:C 難易度:★☆☆
問4:固体高分子形燃料電池に関する記述として、誤っているものはどれか。
- 燃料極では、水素が水素イオンと電子に分かれる(H₂→2H⁺+2e⁻)。
- 空気極では、酸素と水素イオンと電子から水ができる(½O₂+2H⁺+2e⁻→H₂O)。
- 燃料電池の出力は交流なので、インバータを用いずに交流の負荷に供給できる。
- 発電時の排熱を給湯や暖房に利用すると、コージェネレーションとして総合効率を高められる。
- 燃料電池の種類は、主に用いる電解質によって分けられる。
【第4問:正解と解説】
正解:3
正解は3です。
1:正しい。
2:正しい。
3:誤り。燃料電池の出力は直流です。交流の負荷に供給するには、インバータで交流に変換します。
4:正しい。
5:正しい。固体高分子形・りん酸形・溶融炭酸塩形・固体酸化物形は電解質の種類による分類です。
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