2019年度 電気化学   Electrochemistry

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開講元
応用化学系
担当教員名
菅野 了次  荒井 創  北村 房男  平山 雅章 
授業形態
講義
曜日・時限(講義室)
火5-6(S421)  
クラス
-
科目コード
CAP.E351
単位数
1
開講年度
2019年度
開講クォーター
2Q
シラバス更新日
2019年3月18日
講義資料更新日
-
使用言語
日本語
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講義の概要とねらい

【概要】本講義の前半では、ネルンスト平衡や反応速度式などの電気化学反応の基礎的な取扱いについて講義するとともに、後半では、新規機能物質や高性能電池の開発など、さまざまな分野における応用について説明します。
【ねらい】電気化学はその名の示すとおり、電気エネルギーと化学エネルギーの間でエネルギー形態の変換を伴う特殊な化学反応です。この技術は電池やキャパシタ、化学センサをはじめとするさまざまなデバイスの開発、工業電解プロセスなどに応用されています。その根幹を支えている界面電気化学現象を熱力学に基づく平衡論的な考え方や、反応速度論に基づく電流と電圧の関係から理解します。

到達目標

【到達目標】 界面エネルギー変換の基礎となる、電気化学反応および、界面にまつわる諸現象についての基礎的な知識および考え方を理解・習得し、電気化学的手法が基礎学術研究や先端技術開発にどのように利用されているかを理解することを到達目標とします。
【テーマ】 電気化学反応を考える上で必要となる平衡論および速度論的な取扱いの基礎を学習し、界面における化学と電気のエネルギー変換の定量的関係を理解します。さらに、界面反応を解析するための測定法の基礎、実際のデバイスや材料開発への応用について理解を深めます。

キーワード

電極反応の基礎,電気化学材料,蓄電池,燃料電池

学生が身につける力

国際的教養力 コミュニケーション力 専門力 課題設定力 実践力または解決力
- - -

授業の進め方

講述を中心に進め,必要に応じ、演習問題を解かせる.各回の学習目標をよく読み、予習・復習を行って下さい.

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 電気化学への招待,電極と電解質(界面電気二重層、電気伝導度、濃度と活量、イオン強度) 電気化学の社会的役割と課題を説明できる.電気化学反応の理解に必要な基本概念を説明できる.
第2回 電気化学反応の平衡論(電気化学ポテンシャル、ネルンスト平衡、熱力学的諸関係) 熱力学の式に基づいて,電気化学現象の平衡状態を記述できる
第3回 電気化学反応の平衡論(標準電極電位、電池の起電力、液間電位) ネルンスト式から標準電極電位を計算できる
第4回 電気化学反応の速度論(電荷移動と物質輸送)、電気化学測定法 電気化学反応の速度がどのように決まるかを説明できる.
第5回 電気化学材料の基礎(エネルギー変換・貯蔵) 電気化学反応の応用する際の材料の重要性を説明できる
第6回 電気化学デバイス基礎と材料-蓄電池 蓄電池の反応原理と材料の役割と課題を説明できる
第7回 電気化学デバイス基礎と材料-燃料電池 燃料電池の反応原理と材料の役割と課題を説明できる
第8回 理解度確認のためのレポートと解説 第1~7回の講義内容を理解し,演習課題に解答でき る

教科書

特になし

参考書、講義資料等

電気化学ー基礎と応用(東京化学同人)

成績評価の基準及び方法

理解度確認のための演習(50%)と各回ごとの小レポート(50%)で評価する.

関連する科目

  • CAP.C316 : 電気化学システム論
  • CAP.A275 : 無機化学(固体化学)

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

特になし

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