2024年度学院等開講科目物質理工学院材料系エネルギー・情報コース

エネルギー無機材料化学特論第二

開講元: エネルギー・情報コース
担当教員: 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): 木3-4 (G2-201 (G223))
クラス: -
科目コード: ESI.H406
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

無機固体化学は、固体を合成して構造と物性を調べると同時に応用を試みる研究を、化学の立場で整理し体系づけた学問です。磁性、イオンや電子伝導、超伝導、光学的性質など、多様な物性の担い手となる無機固体物質を自由に設計し、合成するために、物質の化学結合や結晶構造と物性に関連づけて理解することが重要です。本講義では、はじめにエネルギー無機材料の特性を理解することの重要性を概説したのち、電気的性質、磁気的性質、光学的性質、イオン導電特性、エネルギー変換貯蔵特性について、材料設計の見地から講義します。後半では、エネルギー変換・貯蔵材料のデバイス応用について、最新のトピックスを交えて現状と課題を説明します。

到達目標

無機固体物質を主にエネルギー変換・貯蔵材料として展開する際に必要な物性科学の考え方と知識を修得することを目標とします。本講義では、エネルギー変換・貯蔵特性に加えて、関連する電気特性、磁気特性、光学特性について、化学結合と結晶構造との関連から理解できるようにします。化学結合、結晶構造、合成法について詳述するエネルギー無機材料化学特論第一とともに履修することが望まれます。

キーワード

無機固体化学，無機固体物質の構造と物性，エネルギー貯蔵変換材料

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，スライド，模型を使用して理解を深めていく

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	エネルギー無機材料の物性と応用，無機固体物質の電気的性質（電子伝導性）	エネルギーデバイスにおける無機材料の重要性，および電気伝導性の発現機構を構造の観点から説明できる
第2回	無機固体物質の電気的性質（イオン導電性）	イオン導電性を結晶構造の観点から説明できる
第3回	無機固体物質の磁気的性質	さまざまな磁性と結晶構造の関連を説明できる
第4回	無機固体物質の光学的性質	光の吸収，反射，屈折を基にした無機材料の光機能を説明できる
第5回	エネルギー変換デバイスへの応用（二次電池）	二次電池に応用される材料の開発の考え方と方向性を理解する
第6回	エネルギー変換デバイスへの応用（燃料電池）	燃料電池に応用される材料の開発の考え方と方向性を理解する
第7回	エネルギー変換デバイスへの応用（太陽電池）	太陽電池に応用される材料の開発の考え方と方向性を理解する．

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，「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

Solid State Chemistry and Its Applications 2nd edition (A. R. West / Wiley)

成績評価の方法及び基準

各回ごとの演習問題（50%）と最終レポート（50%）で評価する．

履修の条件・注意事項

特に無し