2024年度学院等開講科目物質理工学院応用化学系応用化学コース

化学システム要論第二

開講元: 応用化学コース
担当教員: 黒木秀記 / 豊田栄 / 関口秀俊 / 山口猛央 / 館山佳尚 / 松本秀行 / 山田桂太 / 安藤康伸
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7-8 (G1-103(G114))
クラス: -
科目コード: CAP.T416
単位数: 100
開講時期: 2024年度
開講クォーター: 3Q
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，原子・分子レベルから地球規模までの幅広いマルチスケールで，化学とエネルギーに基づくシステムを理解し，材料・プロセス・エネルギーシステムの設計開発や環境への影響に関する最先端の研究や実社会への応用について，関連する基礎学問を基に解説する．
化学システム分野の基礎から応用に至る幅広い知識と，全体を俯瞰して材料・プロセス・エネルギーシステムの設計開発を行うことの重要性を学習する．

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）化学システム分野における材料・プロセス・エネルギーシステムの設計・開発および環境との相互作用に関わる基礎的な事項を理解し，説明できる．
２）最先端の化学システム工学のトピックスを，基礎知識に基づいて理解し，説明できる．

キーワード

化学システム工学，マテリアルズ・インフォマティクス，機械学習，計算物質科学，計算化学，蓄電池，プロセス強化，特殊反応場，環境物質循環，安定同位体比，同位体地球化学，同位体天然存在度，電解質膜，電気化学触媒，アンモニア合成，マルチスケール設計

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

各授業は対面で実施し，その日の授業内容に関する演習またはレポート課題に取り組む．

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	データ駆動科学に基づいた材料研究・開発 (安藤康伸)	材料研究・開発にデータ駆動科学を活用するための三つの要素を理解する
第2回	計算化学手法を用いた蓄電池の反応機構解明・材料設計 (館山佳尚)	蓄電池材料開発における分子スケール計算化学手法の特徴について理解し説明できる
第3回	特殊反応場を用いた化学プロセスの強化 (関口秀俊)	特殊反応場の特徴やその特長を活かした化学プロセスの強化方法を理解する
第4回	安定同位体比を用いた環境中の物質循環の解析 (豊田栄)	安定同位体比の変動要因と物質循環研究への適用原理を説明できる
第5回	天然安定同位体分析を用いた有機化合物の起源追跡 (山田桂太)	有機化合物の起源（発生源や前駆物質）を追跡するための安定同位体分析法を理解し，説明できる
第6回	化学工学アプローチによる水電解材料およびシステムの設計・開発 (山口猛央)	物質・エネルギーが移動・変換するデバイスの中で求められる材料の機能を説明できる
第7回	窒素循環プロセス設計のためのシステムズアプローチ (松本秀行)	持続可能なプロセス・システム全体の解析と合成に係るシステム手法を理解し説明できる

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

指定無し

参考書、講義資料等

必要に応じてT2SCHOLAにアップロードあるいは講義中に配布

成績評価の方法及び基準

全授業出席を原則とし，毎回の授業で出席確認をする．成績評価は，講義中の演習またはレポートにより行う．

履修の条件・注意事項

学部レベルの化学に関する知識を有していることが必要である．さらに深く学ぶために関連する科目を履修することを期待する．
なお，本講義は学部生による大学院科目の先取り履修には対応していない．