電池編2 アルミニウムを使った電池の不思議2

前回は、空気電池から『アルミニウムは、亜鉛よりも標準電極電位が小さいのに亜鉛の方が負極に適しているか』について考えてみました。
今回は、違う視点から考えていきたいと思います。
今回もぜひお願いします。

今回は、湿電池という視点から考えていきたいと思います。
湿電池はその名の通り湿っている電池です。
実は、湿電池は1866年 ジョルジュ・ルクランシェ（フランス)が、ルクランシェ電池を発明するまで使われていました。
今、私たちの身近にあるほとんどが乾電池なのですが、湿電池も存在するかと聞かれれば『存在します。』と答えます。
そんなつまらない話はおいといて湿電池からアルミニウムを使った電池の謎を解いてみようかと思います。（すいません。つまらない話を何回もしてしまって・・・・・・。ですが、これからもしていくだろうと予想できます。なぜなら、こういう流れが好きだから。これからは、『つまらない話はおいといて』と同じ表現の言葉も使わないように心がけます。すいませんでした。なんと謝ったらよいか・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・。)

湿電池について説明しましたが、何となく分かっていただけたでしょうか？
湿電池の視点から『アルミニウムは、亜鉛よりも標準電極電位が小さいのに亜鉛の方が負極に適しているか』という謎に迫りたいと思います。

1　湿電池

ボルタが、ボルタ電池を発明してから約60年湿電池が使われていました。
湿電池の悪いところは、何と言っても危険な薬品を電解液に入れてありそれらをこぼしてしまったときです。
また、電解液がこぼれると電池としての機能が失ってしまうので当時の人は落とさないように気をつけていたと思います。
そして湿電池は乾電池と比べると重たいので持ち運びには苦労したと思います。
そんな湿電池を使い考えてみることにします。
一番考えやすい方法としては、2つの金属（アルミニウムと亜鉛)をそれぞれ正極（亜鉛)、負極（アルミニウム)として電解液には安全のために食塩水を使ってみようと思います。
結果は、最初の方は正極が亜鉛・負極がアルミニウムだったのですが、ある一定の時間が過ぎると極性が逆になってしまいます。
これは、前回少しふれてみた『不動態』に関係します。
不動態は、別の言い方で表すと酸化皮膜が生じたということです。
つまり、電池として利用するとより不動態になりやすくなったと仮定しました｡
その根拠を正確という形にするにはどうすれば良いか悩んだ末にやっと考えがまとまりました。
アルミニウムを紙ヤスリで磨けば、何もしないよりも極性が変わることが遅くなるだろうと予想しました｡
これでやってみたところ、紙ヤスリで磨かないときよりも極性が変わるのにかかった時間が少し遅くなりました。
これらから、不動態が原因であると思いました。
不動態は、金属表面が腐食されるのを防ぐためにできた酸化皮膜のことですがこれらが逆に欠点となっていることも知れました。
しかし、本当にそれだけなのでしょうか？
そして、これらの結果からそう結論づけてよいのでしょうか？
そう思いながらもう少しだけ考えてみました。
まず、不思議に思うことはなぜアルミニウムは亜鉛よりも標準電極電位が小さいのかということです。
いくら調べる時間が数分であったとしても、アルミニウムは亜鉛より標準電極電位が大きいという結論に至ってもおかしくありません。
なぜ、アルミニウムは亜鉛よりも標準電極電位が小さいということが言い切れるのでしょうか？
こう言い切れるわけには、必ず圧倒的な答えが存在するはずです。
やはり、アルミニウムの表面にできる酸化皮膜とボルタ電池にも出てきたように分極がアルミニウムで起こっているからではないかと私は考えます。

2 まとめ
今回は、圧倒的な答えは見つからなかったもののアルミニウムの表面にできる酸化皮膜や水素が発生したのが原因だと考えられます。（水素かは分かりませんが、アルミニウムの方から気体が発生していたのでボルタ電池の仕組みと同じだとすると、水素ではないかという予想に至りました。)
『電池編2　アルミニウムを使った電池の不思議』を通して『アルミニウムは、亜鉛よりも標準電極電位が小さいのに亜鉛の方が負極に適しているか』の答えはアルミニウムは不動態になりやすいからという感じかもしれません。
もっと知りたいと思う人はぜひ自分で実験したり考えたりして答えを導いてくれれば良いと思っています。（強制的にではないですけど・・・・・。)
答えは、一つの時もあれば二つの時もある。
いや、無数にあるにある時もあるです。
ですが、答えがないということはほとんどありえません。
今回の『電池編2　アルミニウムを使った電池の不思議』を見ていただきありがとうございました。