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

エネルギー高分子設計特論

開講元: エネルギー・情報コース
担当教員: 斎藤礼子
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 (M-112(H117))
クラス: -
科目コード: ESI.H503
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

本講義（本科目）では，高分子材料を扱い，エネルギー材料の基礎を提供する。リチウムイオン二次電池内で用いられる高分子を例に、高分子エネルギー材料設計のストラテジーを解説する。さらに有機ナノ物質（包接化合物、および、高分子微粒子）を対象に、それら特有の合成法の特徴を講じ、どのようなストラトジーで用いられるかを解説する。さらに、ナノ化することによって誘起される新規な物性あるいは増強される物性を基礎理論から解説する。講義で学んだ手法を実際の問題に応用して，解決する醍醐味を味わってほしい。この科目は学生のエネルギー材料の理解と材料開発する能力を手助けする。

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。 1) エネルギー関連材料としての高分子の構造制御や精密合成、および、エネルギー関連材料固有の合成上の問題点を説明できる, 2)ナノ材料とは何かを説明できる， 3) ナノ物質が有するバルクとは異なる物性とその特徴を説明できる。 4) これらのシステムを広範に見渡し、材料開発の課題と開発方策を策定できる。

キーワード

ナノ材料、超分子化学、高分子微粒子、複合材料リチウムイオン電池、二次電池、エネルギー変換材料、バインダー、分離膜

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

各回の授業内容をよく読み，課題を予習・復習で行って下さい。
毎回の授業で出席を取ります。

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	高分子合成の基礎とエネルギー材料としての高分子	高分子合成方法の確認，エネルギー材料合成に求められる要件を説明できる
第2回	リチウムイオン電池の高分子バインダー材料	リチウムイオン電池におけるバインダーに求められる特性と問題点を説明する
第3回	高分子電解液と分離膜	二次電池の高分子電解液と分離膜の特性と開発を説明できる
第4回	エネルギー化学材料とナノ材料	ナノ材料の定義確認，エネルギー材料におけるナノ構造・材料の意義を説明できる
第5回	高分子微粒子，高分子‐無機ナノ微粒子の合成と基礎的物性	高分子微粒子の構造設計と無機材料との複合化、特性発現を説明できる
第6回	乳化重合 (Smith-Ewart 理論）	乳液調整、求核開始反応、Smith-Ewart理論(case 1,2,3）を説明できる
第7回	まとめ	高分身の観点からをまとめて説明できる

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

指定なし

参考書、講義資料等

1) P.A.Lovell, M. S. El-Aasser, "Emulsion polymerization and emulsion polymers", Wiley ISBN: 978-0-471-96746-0
2) 授業で扱う資料は、事前にT2SCHOLAにアップする。

成績評価の方法及び基準

1)高分子合成の設計の考え方，乳化重合法，複合材料設計及びそれらの応用に関する理解度を評価する。
2) 配点は，期末試験（80％），授業時の小テスト（20％）
3) 到達目標の１）～２）を各40点，３）を各20点で評価
4) 全出席が原則である。
5) 遅刻や再提出を繰り返した場合は不合格とすることがある。

履修の条件・注意事項

履修条件は特に設けないが，関連する科目を履修していることが望ましい。