2024年度学院等開講科目工学院電気電子系エネルギー・情報コース

先進電気化学特論第一

開講元: エネルギー・情報コース
担当教員: 荒井創 / 平山雅章 / 鈴木耕太
授業形態: 講義 (対面型)
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 月3-4 (G1-109(G115))
クラス: -
科目コード: ESI.H403
単位数: 100
開講時期: 2024年度
開講クォーター: 1Q
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

電気化学は電気エネルギーと化学エネルギーの変換を扱う学問分野です。その技術は電池やキャパシタ、化学センサなどのわれわれの生活に欠かせないデバイスや、製造業の根幹を支えています。本講義では、学部時代に電気化学を学んでいない学生を対象に、電気化学現象を理解するために必要な、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位の関係などを学ぶことに主眼を置いています。
電気化学は、化学の知識のみならず、電磁気学や流体力学のような電気あるいは物理工学的な考え方なども必要となる学際領域的な分野学問です。その基本をしっかりと身につけることにより、電気化学が関わるさまざまな産業分野において実際に活用されているプロセスや技術への理解が深まるとともに、新たな応用的展開にもつながっていくものと期待されます。

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) 電気化学の概念や技術が活躍する領域や、そこでの利用法などについて説明できる
2) 電極と電解質の界面における静電ポテンシャル分布（電気二重層）について説明できる
3) 電極反応の平衡状態を熱力学的に取り扱える
4) 電極反応の速度を支配する因子について説明できる

キーワード

電気化学、エネルギー変換、電気化学界面、電気化学反応論（平衡論および速度論）

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

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	イントロダクション	電気化学の概念や技術が活躍する領域や、そこでの役割・課題について理解する。
第2回	電池と電気分解	電池と電気分解におけるエネルギー形態の変換、セルの構造と構成部材の役割を説明できる。
第3回	電気化学反応の熱力学（基礎）	電気化学反応の平衡を熱力学的に記述するための基礎知識を習得する。
第4回	電気化学反応の熱力学（応用）	様々な電気化学反応系の平衡状態を熱力学的に記述できるようになる。
第5回	電極と電解質の界面	電極と電解質の界面に形成される電気二重層の構造モデルについて説明できるようになる。
第6回	電気化学反応の速度論（電荷移動反応と物質輸送過程）	電荷移動および物質輸送過程が電極反応速度に及ぼす影響について説明できる。
第7回	講義の総復習+理解度評価	講義を通じて理解した電気化学の知識を使い、問題に解答できる。

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

電気化学 – 基礎と応用（東京化学同人）
ISBN: 978-4-807-90847-9

成績評価の方法及び基準

各回ごとの小テストおよび最終回の筆記試験で評価する．

履修の条件・注意事項

本講義は学部時代に電気化学を履修していない学生向けである。学部で電気化学を学んだ学生は、本講義は履修せず、応用編である先進電気化学特論第二の履修を推奨する。