ボルタ電池など電池一覧、高校生のポイント〜身近な化学エネルギーの変換〜

電池とは？

電池とは、自発的な酸化還元反応を利用して電気を取り出す装置です。
化学反応で生まれる電子の流れが「電流」となり、私たちの生活を支えています。

🔋高校で扱う主な電池一覧

種類	代表例	電解質・特徴	主な反応	備考・用途
ボルタ電池	Zn と Cu	希硫酸	Zn → Zn²⁺ + 2e⁻	世界初の電池。電圧はすぐ低下。
ダニエル電池	Zn と Cu	ZnSO₄, CuSO₄ 溶液	Zn → Zn²⁺ + 2e⁻	化学的に安定。高校の代表的な例。
鉛蓄電池	Pb と PbO₂	希硫酸	放電時 PbSO₄ ができる	自動車のバッテリー。充電可能（2次電池）。
乾電池（ルクランシェ電池）	Zn と MnO₂	塩化アンモニウム	Zn → Zn²⁺ + 2e⁻	家庭用。使い切り（1次電池）。
アルカリマンガン電池	Zn と MnO₂	水酸化カリウム	同上	乾電池より電圧が安定。
ニッケル水素電池	NiOOH と 水素吸蔵合金	KOH水溶液	充電・放電可能	デジカメや電動工具。
リチウムイオン電池	LiCoO₂ と 炭素	有機電解液	Li⁺の移動	スマホ・EV車など。高エネルギー密度。

🧠 高校で特に覚えるべきポイント

1. ダニエル電池の反応式
2. 負極：Zn → Zn²⁺ + 2e⁻ 正極：Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu 全体：Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu
3. → 電流は Zn → Cu の方向に流れる（電子は逆）。
4. 鉛蓄電池と乾電池の違い
   • 鉛蓄電池：充電可能（二次電池）
   • 乾電池：使い切り（一次電池）
5. リチウムイオン電池は入試頻出
   • エネルギー密度が高く、次世代エネルギー技術としても重要。

🎯 大学入試でのポイント

• 酸化・還元反応式を正確に書けるか。
• 電池の起電力の計算（E°値から求める）。
• 「一次電池と二次電池の違い」を説明できるか。
• 「電池の進化」や「環境問題」との関係を論述できるか。