2026年度 (最新) 学院等開講科目物質理工学院材料系

電気化学

開講元: 材料系
担当教員: 宮内雅浩 / 難波江裕太 / 多田英司 / 大井梓 / 松下祥子
授業形態: 講義 (対面型)
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 火5-6 (S4-201(S421)) / 金5-6 (S4-201(S421))
クラス: -
科目コード: MAT.A307
単位数: 200
開講時期: 2026年度
開講クォーター: 2Q
シラバス更新日: 2026年3月5日
使用言語: 日本語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

電気化学の分野で，電荷移動や物質の拡散の考え方は必須です。さらに、電気化学は熱力学や量子力学とも関連しています。これら基礎学術分野、応用分野との関係を紹介しながら講義を進めます。また化学電池、腐食現象、物質電気化学に関連した計測技術についても触れます。

到達目標

本講義を履修することによって，電荷移動の観点から電気化学現象をとらえることができるようになることを到達目標とします。さらに，電気化学反応を生じさせる材料や測定方法について理解し，これらの知識を化学の研究・技術領域で応用できるようになることを目標とします。

キーワード

電気化学、熱力学、標準電極電位、拡散、ボルタンメトリー、界面、腐食、電解質、電池、光化学

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

各講義では基礎的内容と応用的内容を解説する。随時、課題を解いていただき、理解度を深める。第5回、10回、15回の授業ではテストをおこなう。

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	イントロダクション、化学反応と起電力	電気化学に由来する現象やその応用について学ぶ。熱力学をベースにエネルギーと化学平衡について理解する。化学反応が生じる際の起電力について、具体例を理解する。
第2回	標準電極電位	標準電極電位と酸化還元電位について理解する。
第3回	ネルンストの式	ネルンストの式について理解する。
第4回	無機分野における電気化学の応用	半導体、金属電極について理解する。半導体光電極や色素・量子ドット増感型太陽電池、半導体増感型熱利用発電などの応用について理解する。
第5回	第1回～4回のまとめ、中間テスト	これまでの授業の重要なポイントを復習し、中間テストIを実施する。
第6回	化学反応の速度	化学反応の速度論を学ぶ。
第7回	電極反応の素過程と電荷移動反応速度	電極溶液界面で生じる電気化学反応の素過程，電荷移動反応速度とButler-Volmerの式などを学ぶ。
第8回	活性化エネルギーの正体	電気化学反応における活性化エネルギーの意味について学ぶ。
第9回	電気化学反応における物質輸送過程	電気化学反応における物質輸送過程と反応速度との関係について学ぶ。
第10回	第6〜10回のまとめ、中間テスト	これまでの授業の重要なポイントを復習し、中間テストIを実施する。
第11回	様々な電気化学デバイス	一次電池、二次電池、燃料電池、電解について学ぶ。
第12回	ボルタンメトリー	サイクリックボルタンメトリーや回転リング・ディスク電極ボルタンメトリーについて学ぶ。
第13回	交流インピーダンス法	様々な電気化学システムに対する交流インピーダンス法を学ぶ。
第14回	光と電気化学、分光法	光のエネルギーと電気化学との関係を学ぶ。また分光法を用いた測定法について学ぶ。
第15回	期末テスト	期末テスト

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

講義中に配布する。ないし、Webにアップロードする。

参考書、講義資料等

アトキンス「物理化学」、渡邊正ほか「電気化学」、渡邊正ほか「電子移動の化学-電気化学入門」、喜多英明ほか「電気化学の基礎」

成績評価の方法及び基準

中間テストI、中間テストII、および、期末テストで成績を評価する。

履修の条件・注意事項

材料熱力学を履修していること、または同等の知識があること。