フライホイールバイク

フライホイールを使った装置を使って、エネルギーの蓄積技術について学ぶ

生活の中で使用するエネルギーの量は、時間や場所などの条件によって大きく変わります。しかし、夜中に太陽エネルギーが届かないように、必ずしもそれらの条件に合わせてエネルギーを供給できるとは限りません。そこで重要になるのがエネルギーを蓄積する技術です。

フライホイールで
運動エネルギーを蓄える仕組み

物体は、外部との力の出入りがない限り、止まっているものは止まり続け、動いているものは動き続けるという性質があります。これを慣性の法則と言います。
そして、質量が大きいものほど、動かすために大きな力が必要となり、動きだしてしまうと止まりにくいのです。重い円盤を高速で回転させると、回転軸の部分や空気の抵抗があってもなかなか止まらないで長時間動き続けるので、回転運動としてエネルギーを蓄えておくことができます。この運動エネルギーを使って、発電機を回せば電気エネルギーを作れます。

揚水発電

電気の力でポンプを動かして水を高いところにくみ上げておき、必要なときに水を落として発電機を回し電気を作ります。

蓄電池（リチウムイオン電池）

普通の乾電池などと違って何回も繰り返し使うことができる電池です。
鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池などの種類があります。
外部から電気を送ることで、内部の薬品の状態を、電気を使う前に近い状態まで戻すことができます。これを充電と言います。化学薬品の変化という形で電気を蓄えているのです。

燃料電池

おもに水素と酸素を反応させて電気を作る仕組みです。
水素は、水の電気分解のほか、メタンガスなどから作ることができます。
水素を貯めておいて、必要なときに水素と空気中の酸素を反応させて、発電します。

電池は、正極（＋）と負極（－）、電解質から構成されています。これまで電解質は液体でしたが、それを固体にして、すべて固体で構成した電池を「全固体電池」と呼びます。安全性、寿命、出力など多くの点で、電解液を用いた電池を上回る性能を持つことに大きな期待が寄せられていますが、実用化についてはまだ開発途上です。しかし近年は特に電気自動車（EV）の電源として注目を集め、自動車メーカー、電池メーカーをはじめ、多くの企業が開発に取り組んでいます。