1級電気工事施工管理技士の過去問
令和5年度(2023年)
午前 ロ 問2

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問題

1級 電気工事施工管理技術検定試験 令和5年度(2023年) 午前 ロ 問2 (訂正依頼・報告はこちら)

固体高分子形燃料電池に関する記述として、不適当なものはどれか。
  • 一酸化炭素を燃料に使用できる。
  • 電解質にイオン交換膜を用いている。
  • りん酸形燃料電池に比べて作動温度が低い。
  • 固体酸化物形燃料電池に比べて起動が早い。

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この過去問の解説 (3件)

01

固体高分子形燃料電池に関する問題です。

選択肢1. 一酸化炭素を燃料に使用できる。

×

燃料は、都市ガス、LPG、石油、メタノール、石炭ガス、純水素などです。

COは燃料にはなりません

選択肢2. 電解質にイオン交換膜を用いている。

電解質は、高分子イオン交換膜(-CF2、-SO2H)です。

選択肢3. りん酸形燃料電池に比べて作動温度が低い。

固体高分子形燃料電池の作動温度は80~120℃です。

一方、りん酸形燃料電池の作動温度は190~200℃です。

選択肢4. 固体酸化物形燃料電池に比べて起動が早い。

固体高分子形燃料電池の特徴は、温水の排熱を利用し、低温で動作して起動動作が短いことです。

固体酸化物形燃料電池は、蒸気タービンの排熱を利用し、作動温度が600~1000℃であり、起動に時間を要します。

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02

固体高分子形燃料電池の特徴、使用燃料、電解質の種類、作動温度、および他の燃料電池との違いを理解することが重要です。

選択肢1. 一酸化炭素を燃料に使用できる。

不適切です。

固体高分子形燃料電池は主に水素を燃料として使用します。

一酸化炭素は触媒の活性を低下させ、電池の性能を著しく損なう可能性があります。

選択肢2. 電解質にイオン交換膜を用いている。

適切です。

このタイプの燃料電池は、プロトンを通過させるイオン交換膜を電解質として使用します。

この膜は、水素イオン(プロトン)のみを通過させ、電子は外部回路を通って電流を生成します。

選択肢3. りん酸形燃料電池に比べて作動温度が低い。

適切です。

固体高分子形燃料電池は比較的低温で動作し、りん酸形よりも温度管理が容易です。

りん酸形燃料電池は高温で動作するため、熱管理がより複雑であり、起動時間も長くなります。

選択肢4. 固体酸化物形燃料電池に比べて起動が早い。

適切です。

低温で動作するため、固体酸化物形燃料電池に比べて起動時間が短くなります。

固体酸化物形燃料電池は高温で動作するため、温度が安定するまでに時間がかかります。

まとめ

固体高分子形燃料電池に関する問題では、水素を主燃料とする点、イオン交換膜の使用、低作動温度、および他の燃料電池タイプとの比較に関する理解が重要です。

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03

固体高分子形燃料電池に関する問題です。

選択肢1. 一酸化炭素を燃料に使用できる。

✕ 誤りです。

 

固体高分子形燃料電池の燃料は水素です。

 

選択肢2. 電解質にイオン交換膜を用いている。

〇 正しいです。

 

選択肢3. りん酸形燃料電池に比べて作動温度が低い。

〇 正しいです。

 

作動温度が低いのが、固体高分子形燃料電池の特徴です。

 

選択肢4. 固体酸化物形燃料電池に比べて起動が早い。

〇 正しいです。

 

固体高分子形燃料電池は、作動温度が低いため、起動が早くなります。

 

まとめ

固体高分子形燃料電池は、発電効率が高い、作動温度が低い、軽量コンパクトといった性質から、燃料電気自動車や家庭用燃料電池に使用されています。

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