- 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)
- 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
- アクセスランキング
-
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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(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
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）
