2019年度 光化学概論第二   Introduction to Photochemistry II

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開講元
エネルギーコース
担当教員名
長井 圭治  宍戸 厚 
授業形態
講義
曜日・時限(講義室)
月1-2(G113)  
クラス
-
科目コード
ENR.H430
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4月10日
講義資料更新日
-
使用言語
英語
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講義の概要とねらい

[講義の概要] 本講義では、光化学を基盤とした太陽光エネルギー変換の基礎学理を学ぶとともに、人工光合成への展開に関して知る。前半では、光化学と光物理の基礎を復習するとともに、太陽光エネルギー変換に必要な素過程を整理する。後半では、素過程の結合と、それによる統合的なエネルギー変換システムの構築を学ぶ。また、今後の人工光合成の展望について学ぶ。
[講義のねらい]太陽光の利用は、エネルギー資源の観点から非常に重要です。基盤となる光化学の素過程の理解に加えて,それらを合目的に組み合わせる統合(integration)の考え方になれることを目的とします。そのために必要な実験的手法の理解や、変換効率の計算もできるようにしましょう。

到達目標

本講義を履修することによって次の能力を修得する。
(1) 光化学の素過程を列挙できる。
(2) 光誘起電子移動反応とエネルギー移動反応を説明できる。
(3) 光エネルギー変換システムの構築に必要な要素を統合することを説明できる。
(4) 光触媒や人工光合成の評価方法を説明でき、変換効率を計算できる。
(5) 光エネルギー変換の未来に関してビジョンをもつ。

キーワード

太陽光エネルギー変換、統合技術、人工光合成、光誘起電子移動、エネルギー移動、変換効率             

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

毎回の講義の前半で,復習を兼ねて前回の演習問題の解答を解説する。講義の後半で,その日の教授内容に関する演習問題に取り組む。

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 光化学の素過程 光化学概論第一で学んだ重要な点、特にJabronski diagramを説明できる。
第2回 太陽光のスペクトル 光の放射、太陽光のスペクトルについて説明できる。
第3回 太陽光をどう集めるか? 光吸収の原理と、太陽光を効率よく吸収するための方法を説明できる。
第4回 どうアウトプットするか? 吸熱反応型の光化学反応の例をあげ、その原理を説明できる。
第5回 どうつなぐか? エネルギー移動、電子移動の原理を説明し、その例を挙げることができる。
第6回 光合成ではどうしているか? 天然の光合成の素過程を分析し、どのように電子移動が統合しているか説明できる。
第7回 人工光合成はどこまで進んでいるのか?I いくつかの人工光合成の例を述べ、定量的に議論できる。
第8回 人工光合成はどこまで進んでいるのか?II いくつかの人工光合成の例を述べ、定量的に議論できる。

教科書

特になし。

参考書、講義資料等

Principles of Molecular Photochemistry -An Introduction- by N. J. Turro, V. Ramamuthy, J.C. Scaiano, University Science Books,
分子光化学の原理, 井上晴夫・伊藤攻 監訳 丸善出版 (上記の訳本)
光化学I, 井上晴夫ら, 丸善出版

夢の新エネルギー「人工光合成」とは何か 講談社ブルーバックス

成績評価の基準及び方法

理解度を期末試験(50%)および演習(50%)にて評価する。

関連する科目

  • ENR.H420 : 光化学概論第一
  • CAP.T401 : 高分子化学概論第一
  • CAP.T402 : 高分子物理概論第一
  • ENR.H501 : エネルギー化学材料特論第一
  • ENR.H413 : エネルギー高分子機能特論第一
  • ENR.H503 : エネルギー高分子設計特論
  • ENR.I510 : 固体光物性特論
  • MAT.P401 : 有機光学材料物理
  • MAT.C500 : 光学材料特論
  • EEE.S461 : 光通信システム

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

Jablonski diagramを理解していること(光化学概論第一で学ぶ重要事項)

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