2024年度学院等開講科目物質理工学院材料系

環境の科学

開講元: 材料系
担当教員: 宮内雅浩 / 奥中さゆり
授業形態: 講義 (対面型)
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 火3-4 (S7-202) / 金3-4 (S7-202)
クラス: -
科目コード: MAT.C314
単位数: 200
開講時期: 2024年度
開講クォーター: 4Q
シラバス更新日: 2025年3月14日
使用言語: 日本語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

本講義では，地球と大気の組成および物質循環について学び，種々の環境問題とCO2削減問題には欠かせないエネルギー変換に関係する材料について学ぶ．このため講義では，大気環境，水質環境，土壌環境，元素戦略，環境問題と我が国の産業，環境対策技術，廃棄物，リサイクル，省エネルギー材料や技術，再生可能エネルギーなどについて解説する．

到達目標

地球の構造や大気の成り立ちとそれらの形成機構を理解し，地球や大気における物質循環と身のまわりの環境・エネルギー問題との関連を学ぶ．

実務経験のある教員等による授業科目等

実務経験と講義内容との関連 (又は実践的教育内容)

本講義は，環境関連企業での新機能性材料の研究開発経験を持つ教員がその実務経験を活かし，環境関連材料の評価は微視的な成績では不⼗分で地球全体の物質循環の中での評価が重要であることを理解できるように教育を⾏う。

キーワード

地球、鉱物、大気、元素戦略、環境浄化、リサイクル、化学物質のリスク管理、エネルギー、省エネ技術、原子力発電、再生可能エネルギー、太陽電池

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

授業では配布テキストを基に各回のポイントを説明し、回によっては演習問題を解いていただく。外部講師に講義を依頼しているため、ZOOMによる直接指導型ライブ型で講義を開催する可能性もある。ZOOM開講の場合、直接的指導となるよう、双方向の質問時間やクイズなどで教員と学生間のコミュニケーションをはかる。

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	イントロダクション	シラバスを理解する。
第2回	大気環境　「オゾン層と地球温暖化」	酸素の紫外線吸収と二酸化炭素の赤外吸収について理解する。
第3回	地球の組成と元素戦略	地球の組成と元素戦略について理解する。金属酸化物の酸・塩基について理解する。
第4回	地殻の溶解と沈殿	地殻の溶解と沈殿について理解する。溶解度に関する演習問題を解く。
第5回	地殻の酸化と還元	地殻の酸化還元についてプルーベ図をもとに理解する。酸化還元生成物に関する演習問題を解く。
第6回	環境浄化技術	環境浄化と物質科学について理解する。
第7回	地球環境負荷低減に向けた取組み	地球環境負荷低減に向けた行政や立法の取り組みについて理解する。
第8回	廃棄物とリサイクル	廃棄物とリサイクルについて理解する。
第9回	化学物質のリスクと安全な取り扱い	化学物質のリスクと安全な取り扱いについて理解する。
第10回	熱機関のエネルギー変換	カルノーサイクルの効率について復習し、電熱器やヒートポンプの効率を理解する。演習問題を解く。
第11回	省エネルギー技術（燃料電池）	燃料電池の仕組みについて理解する。燃料電池に関する演習問題を解く。水素社会についても理解する。
第12回	原子力発電と放射性廃棄物	原子力発電と放射性廃棄物について理解する。
第13回	再生可能エネルギー	再生可能エネルギーについて理解する。太陽光発電に使われる材料について理解する。
第14回	まとめ	これまでの授業のおさらいをする。

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，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

配布テキスト、ないし、Webシステムへのテキストのアップロード

参考書、講義資料等

環境改善の化学（加藤暢夫著，大日本図書），エネルギーと環境の科学（山﨑耕造著，共立出版），持続可能なエネルギー（デービッド J マッケイ著，産業図書）．

成績評価の方法及び基準

期末試験で評価する．

履修の条件・注意事項

学部3年生で電気化学や半導体に関する講義を履修していることを推奨する。