山下:環境・エネルギー・バイオなどの先端分野から日々の生活に密着した分野において、大車輪の活躍をする触媒・光触媒の基礎科学と最新の開発状況について講義する。
1.活躍する触媒・光触媒
社会に貢献している触媒・光触媒の基礎科学を講義する。
1)触媒とは、
2)触媒の活性を支配する因子、
3)光触媒とは、
4)光触媒の活性を支配する因子
2.太陽光利用への挑戦
可視光応答型光触媒の開発による水からの水素製造の開発状況を講義する。
1)可視光応答型光触媒の開発(酸化チタン系)、
2)色素増感太陽電池の開発、
3)光触媒バンド構造デザイン(水素製造用)、
4)Zスキーム反応システム(水素製造用)
3.ナノ多孔体の合成と応用
ゼオライト・メソポーラスシリカの基礎科学と光化学・光触媒への応用を講義する。
1)ゼオライト・メソポーラスシリカとは、
2)ゼオライトモデルを作ろう、
3)光触媒ハイブリッドと空気・水浄化、
4)ナノ細孔を利用する光化学・シングルサイト光触媒設計
4.ナノ材料の表面分析
触媒・光触媒などのナノ材料の表面分析に役立つ分光法の基礎と応用を講義する。
1)分光法入門、
2)X線をプローブとする構造解析(XRD)、
3)X線をプローブとする構造解析(XAFS)、
4)ケーススタディー
石原:環境・エネルギーの観点から、現在、高効率な発電技術への要求が高まっている。本講義では、固体酸化物電解質燃料電池について材料と応用についての新しい展開を講義する。
1.エネルギー事情
現在の日本および世界のエネルギー事情について講義する。
1)現在の世界のエネルギー事情、
2)省エネルギー技術の重要性
3)燃料電池とは、
4)燃料電池の現状と特長
2.固体酸化物燃料電池のための材料設計
高効率発電が期待される固体酸化物電解質燃料電池(SOFC)の材料設計について講義する。
1)SOFCの構造と材料
2)新規、酸素イオン伝導性電解質の現状
3)電解質の薄膜化によるイオン伝導性の変化
4)イオン伝導におけるナノサイズ効果
3.電極触媒とSOFCの低温作動
SOFCを低温で作動させる特長を紹介するとともに低温作動で重要な電極触媒の中でも空気極触媒と触媒材料を講義する。
1)空気極触媒に必要な特性
2)混合伝導体の特長と空気極触媒への応用
3)酸素の非化学量論性と混合伝導
4)混合伝導におけるナノサイズ効果
4.SOFCの逆動作による畜エネルギー
SOFCを逆動作させた水蒸気電解技術の特長と材料的な特長を講義する。
1)SOFCの新しい展開
2)SOFCの逆動作である水蒸気電解(SOEC)の熱力学、
3)SOECの材料的な課題、
4)SOECの新しい畜エネルギーへの展開