英語版クイズをもとにAIで日本語で作成しました。出典は日本語版ウィキペディアにリンクしています。
電池は、化学反応や光、熱などのエネルギーを電気に変える装置。ライデン瓶の時代からボルタ電池、乾電池、そしてリチウムイオン電池へと、200年以上かけて進化してきた。 このクイズでは、電池を発明・改良した人物、内部の構成要素とその役割、電圧や容量の考え方、日本での電池の歴史までを幅広く出題する。 スマートフォンや電気自動車を支えるリチウムイオン電池の開発史や安全対策も登場する。身近な電池の知識を試してみよう。
全30問の答えと解説。クイズで遊ぶ
Q 01吉野彰ら3名が2019年に受賞したノーベル賞の部門は？
化学賞
共同受賞者はジョン・グッドイナフとスタンリー・ウィッティンガム。吉野は2014年にも「工学分野のノーベル賞」と呼ばれるチャールズ・スターク・ドレイパー賞を受けている。
Q 02高低差のある2つの貯水池を使う蓄電方法は？
揚水発電
位置エネルギーを利用し、送水時に生じる運動エネルギーを電力に変える。光や熱を電気に変える電池と同じ「物理電池」に分類されている。
Q 03720mAhの電池が360mAの電流を持続できる目安は？
2時間
電池の容量は1時間で放電し使い切る場合を想定した電流量で表示されるのが一般的で、単位には「Ah」や「mAh」が用いられる。
Q 041854年に将軍への献上品としてボルタ電池を持ち込んだ人物は？
ペリー
2度目の渡日の際に4箱を持参した。その5年前の嘉永2年には、すでに日本国内でダニエル電池が作られていた。
Q 05紀元前250年頃にイラクで作られたとされる「電池」の通称は？
バグダッド電池
電池ではないとする説もあり、正体ははっきりしない。確実な化学電池の登場は、それから2,000年以上後のことになる。
Q 06浅い充放電の繰り返しで電池の容量が減る現象を何という？
メモリー効果
ニッカド電池やニッケル水素電池では常に起こるが、リチウムイオン二次電池にはこの現象がなく、いつでも継ぎ足し充電ができる。
Q 07リチウムイオン電池の発火で一時世界的に運航停止となった旅客機は？
ボーイング787
同機は予備電力と始動用の電源を従来のニッカド電池から軽量で大容量のリチウムイオン二次電池に置き換え、低燃費に貢献していた。
Q 081991年に世界で初めてリチウムイオン電池を商品化した企業は？
ソニー・エナジー・テック
「リチウムイオン二次電池」という名称も同社の戸澤奎三郎による命名。1994年には三洋電機が黒鉛炭素質を負極材料とする製品を商品化した。
Q 09連結したライデン瓶を「バッテリー」と名付けた人物は？
フランクリン
1749年のことで、化学反応を使う最初の電池が登場するより半世紀ほど前にあたる。連結して作ったのは蓄電器だった。
Q 10化学電池で酸化剤と還元剤が混ざるのを防ぐ膜を何という？
セパレーター
高性能な電池ではポリエチレンやポリプロピレンを延伸して微細な穴を開けた「微多孔膜」が広く使われ、イオンだけを透過させる。
Q 11何も接続していない状態の電池の端子電圧を何という？
起電力
外部の回路につないで電流が流れると、端子電圧はこれより低くなる。この現象は「分極」と呼ばれる。
Q 12最初の化学電池と呼ばれるボルタ電池が発明されたのは何年？
1800年
ボルタ電堆を改良して生まれた。1836年にはジョン・フレデリック・ダニエルがこれをさらに改良したダニエル電池を発明している。
Q 13リチウムイオン電池の充電時、リチウムイオンはどう移動する？
正極から負極へ
放電時は逆向きに動き、そのとき外部の回路へ電子が流れる。イオンが電極の材料内にもぐり込むことは「インサーション（挿入）」とも呼ばれる。
Q 14明治20年に日本で乾電池を作った人物は？
Q 21ボルタ電池で電解質と正極活物質の役割を兼ねた液体は？
希硫酸
銅板は電子を渡す場所として働くだけで、実際に電子を受け取っているのは液中の水素イオン。学校の実験で銅板から水素の泡が出るのはこのためだ。
Q 22ダニエル電池で銅イオンの拡散を抑える隔壁の役割をしたものは？
素焼きの容器
ボルタ電池にはこうした隔壁がなく、使っていない間も活物質が化学反応で消費されてしまう欠点があった。
Q 23層状化合物にイオンが出入りする現象を何という？
インターカレーション
二硫化チタンは層状の化合物で、リチウムイオンを収納できるスペースを持ち、繰り返し出入りしても形が壊れにくかった。
Q 24ファラデー定数はおよそ何C/mol？
屋井先蔵
西暦では1887年にあたり、同じ年にドイツでも乾電池の特許が取得されている。
Q 15二次電池で放電時を基準に負極を固定して呼ぶ名称は？
アノード
充電中は正極で酸化反応が進むため本来は呼び名が入れ替わるが、放電中を基準に正極をカソードと固定して呼ぶことが多い。
Q 161849年に電信実験のため日本初の電池を作った人物は？
佐久間象山
オランダのショメール百科全書を参考にダニエル電池を作成した。黒船が再び来航して電池を持ち込むより5年早い。
Q 17リチウムイオン二次電池の価格は1991〜2024年に何%下がった？
99%
経験曲線効果によるものとされる。2010年には市場が1兆円規模に成長していた。
Q 18リチウムイオン電池の公称電圧はニッケル水素電池の約何倍？
3倍
公称電圧は3.6〜3.7Vで、ニッケル水素電池は1.2V。直列につなぐ本数を減らせるため、機器を小さく軽く設計できる。
Q 191980年にグッドイナフと水島公一らが提案した正極材料は？
コバルト酸リチウム
当時2人はオックスフォード大学に所属していた。この提案がリチウムイオン二次電池の正極の起源とされる。
Q 201976年に二次電池を提案したウィッティンガムの所属企業は？
エクソン
正極に二硫化チタン、負極に金属リチウムを使う電池だったが、負極側の安全性に問題があり実用化はされなかった。
96,500
1グラム当量の物質が析出するのに要する電気量は物質の種類によらず一定という、ファラデーの電気分解の法則が電池の容量を決めている。
Q 25吉野彰らが1981年に二次電池の負極に適すると見いだした素材は？
ポリアセチレン
白川英樹が1977年に発見した電気を通すプラスチックだが、真比重が低く電池容量が高くならないうえ、電極材料として不安定という問題があった。
Q 26満充電での保存に弱いリチウムイオン電池に適さない充電方法は？
トリクル充電
満充電状態で保存すると劣化が急激に進むためで、保存特性はニッケル水素電池などより劣る。
Q 27濃度や温度による電極電位の変動量を算出できる式は？
ネルンストの式
化学電池は2つの電極の活物質の電位差によって電気を生む。標準的な状態とは25℃、活量1のときの値を指す。
Q 281887年に乾電池の特許を取得したドイツの人物は？
カール・ガスナー
乾電池の原型は、その21年前にフランスのジョルジュ・ルクランシェが発明したルクランシェ電池とされる。
Q 29単三型乾電池に相当する円筒型リチウムイオン電池の規格は？
14500
規格は直径（mm単位で2桁）と長さ（0.1mm単位で3桁）を並べた計5桁の数字で表され、単四型に相当するのは10440になる。
Q 301990年にダーンらが黒鉛負極を保護する被膜の形成を見いだした電解液は？
エチレンカーボネート
1994年に松下電池工業が電解液として採用し、現在に至るまでほぼ必須の溶媒として使われている。