- 開講元
- エネルギーコース
- 授業形態
- 講義
- メディア利用科目
- 曜日・時限(講義室)
- 火5-6(S7-201) 金5-6(S7-201)
- クラス
- -
- 科目コード
- ENR.J408
- 単位数
- 2
- 開講年度
- 2018年度
- 開講クォーター
- 4Q
- シラバス更新日
- 2018年3月20日
- 講義資料更新日
- -
- 使用言語
- 日本語
- アクセスランキング
-
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講義の概要とねらい
本講義は光エネルギー、化学エネルギー、熱エネルギー、量子エネルギー、電気エネルギーなどに関連したエネルギー変換材料に関する先端的研究 について学ぶ。
到達目標
本講義を履修することで次の能力を修得する。
1)各種のエネルギ-変換に関連した材料を説明できる。
2)エネルギー変換材料の最先端の研究動向を述べることができる。
3)先端研究の立案の訓練。
キーワード
エネルギー変換、半導体、人工光合成、太陽電池、プラズモン、風力発電、燃料電池、エネルギー貯蔵、省エネルギー、熱電材料
学生が身につける力(ディグリー・ポリシー)
| ✔ 専門力 | 教養力 | コミュニケーション力 | 展開力(探究力又は設定力) | 展開力(実践力又は解決力) |
授業の進め方
スライドにより説明。また、授業計画は各教員の予定により入れ替えがあります。
授業計画・課題
| 授業計画 | 課題 | |
|---|---|---|
| 第1回 | 半導体とエネルギー変換 | 半導体のバンド構造、p型とｎ型、その接合について解説する。 |
| 第2回 | 光電変換（量子ドット、次世代太陽電池） | 光吸収、電子励起、太陽電池の構造について解説する。 |
| 第3回 | 人工光合成 | 光触媒による水素生成やCO2還元について解説する。 |
| 第4回 | ガスタービンエンジンシステムにおけるエンジニアリングセラミックス | Si3N4, SiC, SiC/SiC composites,およびEBCコーティングについて解説 |
| 第5回 | 風力発電における窒化ケイ素セラミックス | Si3N4セラミックスとその力学的性質について解説 |
| 第6回 | Fundamental principles, design types, and applications of fuel cells I （英語開講） | I) Overview of fuel cell concepts: definition of fuel cells and basic operation, advantages and disadvantages of fuel cells II) Basic fuel cell types: polymer electrolyte membrane (PEMFC), Alkaline (AFC), phosphoric acid (PAFC), molten carbonate (MCFC), solid oxide fuel cell (SOFC) III) Fuel cell efficiency and fuel cell reaction kinetics, transport and modeling |
| 第7回 | Fundamental principles, design types, and applications of fuel cells II（英語開講） | I) Emerging fuel cell technologies (ultra-thin SOFC, biofuel cells) II) Fuel cell systems, applications (power systems, cogeneration, fuel cell electric vehicles (FCEV)), and environmental impact |
| 第8回 | 太陽電池（光→電子変換）、増感型熱利用発電 | 太陽電池のモジュール化、およびデバイス特性評価のやり方について教授する。 |
| 第9回 | ケモミカニカルエネルギー変換 | 油水自発界面変動などのケモメカニカルエネルギー変換について紹介する。 |
| 第10回 | 圧電材料の基礎と応用 | 電気エネルギー⇔機械エネルギーを相互変換できる圧電材料について基礎から応用までを解説する。 |
| 第11回 | エネルギー貯蔵と無機材料 | 電気エネルギーの貯蔵技術について解説する。NaS電池、リチウムイオン電池、電気２重層キャパシタ、積層セラミックスキャパシタと エネルギー貯蔵特性の関係について解説する。 |
| 第12回 | 固/液界面での流動抵抗低減による省エネルギー化 | 流体と固体との界面での動的挙動について説明する。 |
| 第13回 | 環境発電としての熱電変換: 棄てられる熱を電力に | 再生利用可能エネルギーの中における熱電変換の背景から技術・応用までを解説する |
| 第14回 | 熱電変換材料の科学と工学 | 熱電変換における現象の物理的理解と材料技術、および最新の研究開発動向について解説する。 |
| 第15回 | まとめ | 全体のまとめ |
教科書
各教員による
参考書、講義資料等
講義中にプリント配布ないしWebにアップロードする
成績評価の基準及び方法
任意回における複数の小テストの合計で評価する。
関連する科目
- 特になし
履修の条件(知識・技能・履修済科目等)
特になし。
連絡先（メール、電話番号） ※”[at]”を”@”(半角)に変換してください。
宮内雅浩 mmiyauchi[at]ceram.titech.ac.jp
安田公一 kyasuda[at]ceram.titech.ac.jp
松下祥子 matsushita.s.ab[at]m.titech.ac.jp
松田晃史 matsuda.a.aa[at]m.titech.ac.jp
