令和8年度上期第三種電気主任技術者試験 機械(電気技術者試験センター)問12
機械
電気二重層キャパシタに関する問題
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リチウムイオン二次電池と比較した電気二重層キャパシタの特徴に関する記述として,誤っているものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
- 1エネルギー密度[J/kg]が小さい。
- 2出力密度[W/kg]が大きい。
- 3充放電の繰り返しによる劣化のため,寿命が短い。
- 4自己放電による電圧の低下が速い。
- 5急速充電が可能である。
答えと解説
✓ これが正解3充放電の繰り返しによる劣化のため,寿命が短い。
解説
電気二重層キャパシタは劣化が少なく寿命が長いので、記述が誤りです。
電気二重層キャパシタは、電極と電解液の境目にできる電気二重層に電荷をためる蓄電デバイスです。化学反応で電気をためるリチウムイオン二次電池と違い、イオンが電極の表面に集まったり離れたりする物理的な現象で充放電します。
このため、充放電を繰り返しても電極が劣化しにくく、繰り返し使える回数が多い(寿命が長い)のが特徴です。記述はこれと逆に、繰り返しによる劣化で寿命が短いとしているので誤りです。
ほかの記述は正しい特徴です。ためられるエネルギーの量を表すエネルギー密度はリチウムイオン二次電池より小さい一方、電荷の出し入れが速いので出力密度が大きく、急速充電も可能です。また、ためた電荷が漏れやすく、自己放電による電圧の低下は速めです。
キャパシタは量は少ないが出し入れが速く長持ち、電池は量は多いが出し入れは遅め、と対比で覚えると判断しやすくなります。
ほかの選択肢の解説
- 1エネルギー密度[J/kg]が小さい。:エネルギー密度が小さいのは正しい特徴です。電極の表面に電荷をためるだけなので、化学反応で物質そのものにエネルギーを蓄える電池に比べて、同じ質量でためられるエネルギーが少なくなります。
- 2出力密度[W/kg]が大きい。:出力密度が大きいのは正しい特徴です。化学反応を待たずにイオンの移動だけで電荷を出し入れできるため、短い時間に大きな電力を取り出すことができます。
- 4自己放電による電圧の低下が速い。:自己放電による電圧の低下が速いのは正しい特徴です。ためた電荷が時間とともに漏れやすいため、長い期間にわたって電気を保存しておく用途には向かない面があります。
- 5急速充電が可能である。:急速充電が可能なのは正しい特徴です。物理的な電荷の移動で充電するため大きな電流を受け入れやすく、短い時間で充電を終えられます。
出典:令和8年度上期第三種電気主任技術者試験 機械 問12(電気技術者試験センター)。1問ずつ解ける形に加工しています(B問題の共通の文と図を小問ごとに複写・図と式を問題冊子から切り出して画像で掲載・1行で書ける式を字に書き直し)。解説は当サイト独自のもので、電気技術者試験センターとは関係ありません。
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