電気化学１（基礎）

開講元

応用化学系

担当教員

伊原 学

授業形態

講義 (対面型)

メディア利用科目

-

曜日・時限
(講義室)

金3-4 (W8E-101)

クラス

-

科目コード

CAP.H301

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

日本語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

電気化学とその応用範囲、特に燃料電池、太陽電池、蓄電池などのエネルギーデバイスとの関係、電気化学システムの意味を解説した後、電気化学において基礎となる平衡論と速度論の全体像について説明する。さらに、平衡論としてネルンストの式、標準電極電位と標準水素電極、参照電極の種類などについて、電気化学反応の速度論として電気二重層モデル、平衡電位と過電圧、バトラー-フォルマーの式、ターフェルの式などを、さらに物質移動過程の速度論として電気化学ポテンシャルの意味や取扱い、および太陽電池や燃料電池における物質移動過程を紹介し、物質移動過程を考慮した電流密度と電極電位の関係についての一般式、濃度過電圧や限界電流密度についても解説する。さらに、電気化学システムにおける各プロセスを評価する電気化学測定法の概要について講述し、電気化学に必要な基礎知識全般を体系的に習得することをねらいとします。

到達目標

燃料電池、太陽電池、蓄電池などのエネルギーデバイスは、イオン、電子、分子が関与する電気化学反応、化学反応、表面への吸着、物質移動などの様々なプロセスから構成される電気化学システムである。本講義を履修することにより，エネルギーデバイスの性能向上や評価に必要な電気化学の基礎および電気化学測定法の概要を学習することを到達目標とします。

キーワード

電気化学、平衡論、速度論、システム、エネルギーデバイス、平衡電位、過電圧

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

イオン、電子、分子が関与する電気化学反応、化学反応、表面への吸着、物質移動などの様々なプロセスから構成される電気化学システムであるエネルギーデバイスでは、その性能が個々のプロセスのみならず、システムとしての調和によって決定されます。本講義では、システムの組み合わせによって性能が決まるとはどういうことなのか、また、どうのようにすればエネルギーデバイスの性能が向上できるのかについての考え方および基礎的な知識を身に付けることをテーマとし、電気化学に必要な基礎知識全般を体系的に学ぶことを目的として講義をすすめます。また、毎回の授業で出席を取ります。

授業計画・課題

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

使用しない

参考書、講義資料等

独自の資料を配付する

成績評価の方法及び基準

課題および期末試験

関連する科目

• CAP.H302 ： 電気化学２（応用）
• CAP.C204 ： 化工熱力学
• CAP.C206 ： 反応工学第一（均一系）
• CAP.C322 ： ケミカルエンジニアリングデザイン
• CAP.C323 ： 先進化学工学第二
• LAS.C107 ： 化学熱力学基礎

履修の条件・注意事項

なし

その他

なし