シリコンバレー ２４時

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2007年2月 8日

サルフェーション(Sulfation)

私は「化学」は 全く得意ではないのだが、 バッテリー（鉛蓄電池）のしくみについて調査していると どうしても 化学式が出てきてしまうので、 このブログでは その辺についてのお勉強。

さて 英単語の「lead」と言うと 通常は「導く」という意味だが、 もう一つ意味がある。 ここで話題としている鉛蓄電池の主原料である 元素記号「Pb」の「鉛（なまり）」のこと。 ちなみに「鉛」を表す「lead」の場合、 「導く」という動詞「lead」の過去形・過去分詞の「led」と同じ発音となる。 この辺がややこしい。

次に お勉強しないといけない言葉が「sulfate（サルフェート）」。 「sulfate（サルフェート）」とは化学の時間に出てきた「硫酸イオン」「硫酸塩」のこと。 化学式の「SO₄」となるところ。 例えば「calcium sulfate」は「硫酸カルシウム (CaSO₄) 」ちなみに これは「 石膏（せっこう）」のこと。 「magnesium sulfate」は「硫酸マグネシウム (MgSO₄) 」と言うぐあい。 ということで、バッテリー（鉛蓄電池） の内部で起こる化学変化で出てくる 「硫酸鉛 (PbSO₄)」は 英語で「lead sulfate」 と言う。

ここで、鉛バッテリーの内部で起こっている化学変化をまとめみる。

	＋電極	−電極
放電	PbO2 ＋ H2SO4 → PbSO4 ＋ H2O	Pb ＋ H2SO4 → PbSO4 ＋ H2O
充電	PbSO4 ＋ H2O → PbO2 ＋ H2SO4	PbSO4 ＋ H2O → Pb ＋ H2SO4

この化学変化は完全に可逆変化なので、このままでは バッテリーの寿命は半永久的に思えてしまう。 しかし実際、バッテリーは２〜３年で寿命となってしまう。 ではその劣化の原因は何なのか。

上記表の「放電」の行を見てみると、 ＋電極側 でも −電極側 でも 先ほどの「硫酸鉛 (PbSO₄)」、 英語で言うところの「lead sulfate」が できているのがわかる。 鉛蓄電池を放電した状態で放置すると、 この硫酸鉛が、電極版表面で白くて硬い結晶となってしまう。 このことを「サルフェーション(Sulfation)」、または「白色硫酸鉛化」という言う。

この電極の表面で結晶と化した硫酸鉛により 電極の表面積が低下する。 また、硫酸鉛の結晶は電気を通さないし、さらに、 一度できてしまった硫酸鉛の結晶はなかなか溶け出してゆかない。 結果的に、電極がどんどん小さくなっているのと同じことになり、 それに従いバッテリーの性能も どんどん下がっていってしまう。

ということで、この「サルフェーション(Sulfation)」が、 鉛バッテリーが劣化してゆく大きな原因なのである。

【参考リンク】

• ウィキペディア「鉛蓄電池」
• Wikipedia「Lead(II) sulfate」
• Wikipedia「Sulfation」

カテゴリー: バッテリー     22:43 | コメント (0) | トラックバック (0)

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