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電験3種過去問【2022年(上期)機械 問12】

2024年1月16日

【電気化学】ナトリウム-硫黄電池に関する記述《空所問題》

 次の文章は、ナトリウム-硫黄電池に関する記述である。
 大規模な電力貯蔵用の二次電池として、ナトリウム-硫黄電池がある。この電池は\(\fbox{(ア)}\)状態で使用されることが一般的である。\(\fbox{(イ)}\)極活性物質にナトリウム、\(\fbox{(ウ)}\)極活性物質に硫黄を使用し、仕切りとなる固体電解物質には、ナトリウムイオンだけを透過する特性がある\(\fbox{(エ)}\)を用いている。
 セル当たりの起電力は\(\fbox{(オ)}\)Vと低く、容量も小さいため、実際の電池では、多数のセルを直並列に接続して集合化し、モジュール電池としている。この電池は、鉛蓄電池に比べて単位質量当たりのエネルギー密度が3倍と高く、長寿命な二次電池である。

 上記の記述中の空白箇所(ア)~(オ)に当てはまる組合せとして、正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

\(\small{\begin{array}{cccc} &(ア)&(イ)&(ウ)&(エ)&(オ)\\ \hline(1)&高温&正&負&多孔質ポリマー&1.2~1.5\\ \hline(2)&常温&正&負&ベータアルミナ&1.2~1.5\\ \hline(3)&低温&正&負&多孔質ポリマー&1.2~1.5\\ \hline(4)&高温&負&正&ベータアルミナ&1.7~2.1\\ \hline(5)&低温&負&正&多孔質ポリマー&1.7~2.1\\ \hline\end{array}}\)

解答と解説はこちら

解答

(4)が正しい

解説

 大規模な電力貯蔵用の二次電池として、ナトリウム-硫黄電池がある。この電池は\(\fbox{(ア)高温}\)状態で使用されることが一般的である。\(\fbox{(イ)負}\)極活性物質にナトリウム、\(\fbox{(ウ)正}\)極活性物質に硫黄を使用し、仕切りとなる固体電解物質には、ナトリウムイオンだけを透過する特性がある\(\fbox{(エ)ベータアルミナ}\)を用いている。
 セル当たりの起電力は\(\fbox{(オ)1.7~2.1}\)Vと低く、容量も小さいため、実際の電池では、多数のセルを直並列に接続して集合化し、モジュール電池としている。この電池は、鉛蓄電池に比べて単位質量当たりのエネルギー密度が3倍と高く、長寿命な二次電池である。

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