2024年度学院等開講科目工学院機械系エネルギー・情報コース

燃料電池・太陽電池・蓄電電池・エネルギーシステムの最新技術

開講元: エネルギー・情報コース
担当教員: 杉田史佳 / 岡嶋洋子 / 伊原学 / 平山雅章 / 松本英俊 / 小寺哲夫 / 笹部崇 / 前田和彦 / 宮島晋介 / MANZHOS SERGEI
授業形態: 講義 (対面型)
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 集中講義等
クラス: -
科目コード: ESI.B431
単位数: 100
開講時期: 2024年度
開講クォーター: 2Q
シラバス更新日: 2025年3月14日
使用言語: 英語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

本講義は、1．太陽電池、燃料電池、リチウムイオン蓄電池、スマートエネルギーシステムの最新の研究開発に関する講述をおこなう。また、各技術に専門でない学生でも理解できるように講義をすすめ、最新のエネルギーデバイスに関する知識を総合的に学修することを目的とする。

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。
最新のエネルギー技術の概要に関して理解し、説明できる。

キーワード

太陽電池、燃料電池、リチウムイオン蓄電池、スマートエネルギーシステム

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

初回に講義の全体像を説明する。各技術に専門でない学生でも理解できるように講義をすすめる。毎回、出席をとる。

Course schedule　
1. 7/3(水) 10:45～12:25　(宮島晋介先生)
2. 7/5(金) 10:45～12:25 (小寺哲夫先生)
3. 7/8(月) 10:45～12:25 (笹部崇先生)
4. 7/10(水) 10:45～12:25 　(前田和彦先生)
5. 7/12(金) 10:45～12:25 　(平山雅章先生)
6. 7/17(水) 10:45～12:25 　(松本英俊先生)
7. 7/18(木) 10:45～12:25 　(Sergei Manzhos先生)

講義室: W3-305(W332)

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	結晶シリコン太陽電池　（担当：宮島晋介准教授/工学院）：シリコン太陽電池の基礎を学ぶ。その構造、材料および作製プロセスについて具体例を示して説明する。	シリコン太陽電池の構造、特性などの基礎を理解し、要約して説明できる。
第2回	省エネルギーのための量子技術（担当：小寺哲夫准教授/工学院）：量子技術を用いた先端電子デバイスに関わる物理とデバイス特性、またその応用における課題について講義する。	量子技術を用いた先端電子デバイスに関わる物理とデバイス特性について理解する。
第3回	固体高分子形燃料電池技術（担当：笹部崇准教授/工学院）：燃料電池の電気化学的な仕組み、構成などを理解し、最新の研究などを紹介するとともに、今後の課題についても述べる。	燃料電池の構成・発電のメカニズムを理解し、要約して説明することができる。
第4回	エネルギー製造のための光触媒材料（担当：前田和彦教授/理学院）：光エネルギーを化学エネルギーへ変換する光触媒の基礎化学を解説する。特に水の分解と二酸化炭素の固定化反応に焦点を絞り、最近の物質開発の進展や反応機構解明についても紹介する。	平衡論と速度論の観点から、エネルギー変換型光触媒の化学を理解すること。
第5回	電気化学エネルギー貯蔵デバイス　（担当：平山雅章教授/物質理工学院）：電気化学エネルギー貯蔵デバイスの基礎科学と応用技術について講述する。電池技術の概略を示したのち、幹を担う材料開拓、応機構解析、新デバイス開発について、実際の研究開発例を基に説明する。	電池技術の基礎および社会の要請を満たす未来のデバイス研究の方向性について理解し、説明できる。
第6回	一次元ナノ材料のエネルギーデバイスへの応用（担当：松本英俊教授/物質理工学院）：本講義では、ナノファイバーをはじめとする一次元ナノ材料の特徴と、スーパーキャパシタ、二次電池、燃料電池、有機太陽電池など高機能デバイスへの応用について扱う。	一次元ナノ材料の特徴とエネルギー変換・貯蔵デバイスへの応用に関して理解する。
第7回	新エネルギー発電および貯蔵技術の理論的および計算的な理解　(担当:セルゲイ・マンゾス准教授/物質理工学院): 太陽電池、燃料電池、金属イオン電池などのデバイスの主要な現象と性能特性を、原子および電子構造レベルの分析によって関連を明らかにする。そのため使われている手法(DFTや分子動力学)とその長所と短所を紹介する。	メカニズムの分析による発電および貯蔵デバイスの主な現象の理解

準備学修(事前学修・復習)等についての指示

教科書

特になし

参考書、講義資料等

必要に応じて講義資料を配布

成績評価の方法及び基準

講義中の簡単なクイズもしくは、レポート課題にて評価する。

履修の条件・注意事項