代表的な燃料電池のしくみについて説明するよ。燃料電池は水素と酸素を化学反応させて電気としてエネルギーをとりだすことができる装置なんだ。みんなの知っている電池でいうプラス極とマイナス極でそれぞれ酸素と水素が反応するよ。マイナス極では水素が反応して水素イオンと電子になるよ。この電子が電気エネルギーとしてとりだされて、プラス極に戻ってくるんだ。水素イオンは電解質という特殊なフィルムを通ってプラス極に移動するんだ。そして、プラス極で酸素と水素イオンと電子が反応して水になるんだ。つまり、 電気を使った後に出てくるのは水だけなんだ。ガソリンのような化石燃料からエネルギーをを取り出す場合と違って温室効果ガス（二酸化炭素など）や大気汚染物質などをまったく出さないところが特長だよ。
燃料電池はマイナス極とプラス極の間にある電解質の種類によって固体高分子形 、 固体酸化物形 、 リン酸形 、 溶融炭酸塩形の４つに分類されるんだ 。 この中でも電解質に高分子膜を用いている固体高分子形燃料電池が今注目されているんだ。固体高分子形燃料電池（PEFC）は、発電効率が高い、作動温度が低い、軽量コンパクトといった特長があるんだ。これらの特長からPEFCはみんなの生活の中で利用しやすくて、燃料電池自動車や家庭用電源に使われているよ。燃料電池自動車としてはTOYOTAのMIRAIやHONDAのCLARITYが実際に道路を走行しているよ、見かけたことはあるかな？家庭用電源のPanasonicのエネファームはお家の電気を作っているんだよ。
固体高分子形燃料電池（PEFC）の発電原理は先に説明した燃料電池の仕組みと一緒だよ。PEFCの実際の構造について簡単に説明するね。PEFCの構造は、高分子電解質膜を中心にしてその両側に、触媒層、ガス拡散層、セパレーターが重ねられているよ。左側のセパレーターの中を水素が流れていて、右側のセパレーターの中を酸素が流れているんだ。
PEFCの電解質は高分子という物質でできていて、マイナス極からプラス極へ水素イオンを通す役割をしているよ。触媒層は、主に水素や酸素が反応するための触媒と炭素の粉で出来ているんだ。人の目では見えないような小さな触媒が炭素の粒の上にたくさんのっているよ。この小さな触媒が白金なんだ。白金は値段が高くて、世界中で採れる量がとっても少ないんだ。ガス拡散層は炭素のとっても細い糸で作られていて、水素や酸素を触媒層まで送りやすくしているよ。それぞれの部材が重要な役割を持っているんだね。
PEFCの課題は値段と使用期間なんだ。触媒に貴重な白金をたくさん使っているから値段が高くなっているんだ。それから自動車やお家の電源に使うから10年以上は使いたいんだけど、長い間使っているとパワーが落ちてくるんだ。
これらの課題を解決しようとPEFCの研究をしているのが僕の友達のFC-Cubicの人たちだよ。貴重な白金を少なくして大きなパワーが出るようにするにはどうすればいいか？長期間使っているときにパワーが小さくなるのはどこで何が起きているからなのか？大学の研究者や燃料電池企業と一緒になって課題や問題を見つけたり、解決できる新しい方法を探っているんだ。そんなに遠くない未来にみんなが燃料電池を利用できる水素社会の実現を目指してFC-Cubicの人たちは今日も頑張っているよ。
