2020年度学院等開講科目工学院電気電子系エネルギーコース

光化学概論第二

開講元: エネルギーコース
担当教員: 長井圭治 / 宍戸厚
授業形態: 講義 (ZOOM)
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: 100
開講時期: 2020年度
開講クォーター: 2Q
シラバス更新日: 2025年7月10日
使用言語: 英語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

[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

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？	いくつかの人工光合成の例を述べ、定量的に議論できる。

準備学修(事前学修・復習)等についての指示

学修効果を上げるため，教科書や配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

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

成績評価の方法及び基準

理解度をレポート(50%)および演習(50%)にて評価する。

履修の条件・注意事項

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）