授業科目名 | 材料電気化学 Electrochemistry of Materials | 時間割番号 | 2458 |
担当教員名 | 栗田 典明 他 | 実務経験 反映科目 | |
学科・年次 | 工学部 物理工学科 工学部 創造工学教育課程 3年次 | ||
科目区分 | 専門教育科目 | 単位数 | 2 |
時間割 | 前期 火曜1-2限 | 授業形態 | 講義 |
授業実施方法 | ☑ 対面【一部遠隔の場合あり】 ☐ 全て遠隔【全授業（テストを除く）をオンデマンドで実施（全オンデマンド型）】 ☐ 全て遠隔【同時双方向で実施】 ☐ 全て遠隔【オンデマンド及び同時双方向で実施】 ☐ 1/2遠隔【全授業のうち、1/2以上を遠隔（オンデマンド又は同時双方向）】 ・「全て遠隔」又は「1/2遠隔」に✓のある科目は、遠隔授業の上限単位数60単位に算定されます。 ・大学院には遠隔授業における上限単位数はありません。 | ||
ディプロマ・ポリシーとの対応 ☐ 1. 人間，文化，社会を理解し，それらを技術的観点から考察する能力と技術を新しい生活につなぐ強い使命感・責任感，高い倫理観 ☐ 2. 現象の理解・操作のための数理的基礎知識と科学的素養 ☐ 3. 国内外の人々と対話できるコミュニケーション力と論理的思考力 ☑ 4. （高度工学教育課程のみ）基幹となる専門分野の基盤的な知識・技術とこれによって課題を解決する能力，新たな知識・技術を習得する能力 ☑ 4. （創造工学教育課程のみ）基幹となる専門分野の基礎知識と他の分野の知識・技術を関連づけ多面的に見ることで新たな価値を創出する能力 | |||
授業の目的・達成目標 機能変換の一つである電気エネルギー（または電気ポテンシャル）と化学エネルギー（または化学ポテンシャル）の変換は環境材料の分野の大きなテーマである。また、エネルギーの変換にとどまらず、材料の開発・製造・使用に際しては多くの電気化学現象が現れる。 ここでは、これらを理解するのに必要な電気化学の基礎について学ぶ。従来の水溶液電解質に重点を置いた電気化学に偏らず、電子伝導性物質とイオン伝導性物質からなる多相系の物理化学的性質の解析という観点から、より一般性のある形で電気化学を学び、化学センサー、燃料電池、リチウムイオン電池、半導体デバイス、金属腐食の防食技術などのしくみを理解する。 授業計画 （前半：栗田 担当） ① 電池の起電力１（化学反応と半反応） ② 電池の起電力２（様々な電池） ③ 電池の起電力３（電池電位とNernstの式） ④ 電池の起電力４（電極電位） ⑤ 電池の起電力５（電気化学ポテンシャル） ⑥ 固体電気化学１（固体電解質と安定化ジルコニア） ⑦ 固体電気化学２（その他の固体電解質） ⑧ 固体電気化学３（燃料電池、化学センサーなどの応用） （後半：星 担当） ⑨ 電気化学と測定法（二電極系、三電極系、金属／水溶液界面） ⑩ 金属／水溶液界面での平衡論（単極電位、標準電極電位、電位-pH図） ⑪ 電極反応の速度論（電荷移動過程、物質移動過程、律速段階） ⑫ 平衡系の速度論（Butler-Volmerの式、交換電流、Tafelの式，分極抵抗） ⑬ 腐食系の速度論（混成電位，腐食電位，腐食電流，Tafel外挿法，分極抵抗法） ⑭ 電気化学反応と解析法（対流ボルタンメトリー、電気化学インピーダンス法） ⑮ 「電気化学」と「ものづくり」1（自動車、鉄筋コンクリート） ⑯ 「電気化学」と「ものづくり」2（固体高分子形燃料電池、Liイオン電池、空気電池）
成績評価の方法 原則として各講義毎にレポートを提出し、その内容により評価する。
成績評価の基準 秀 達成目標を超えた成果を上げている 100点～90点 優 達成目標に十分達している 89点～80点 良 達成目標に達している 79点～70点 可 達成目標に概ね達している 69点～60点 不可 達成目標に達していない 59点以下 試験の解答により理解度を評価する。（栗田担当分）課題レポート全体で50点、（星担当分）課題レポート全体で50点。 事前・事後学修等の指示及び履修にあたっての注意事項 基礎化学、熱力学、材料平衡論の受講および単位取得していることを前提として講義を進める。
事前学習：テキスト予習（１２０分）
事後学習：Moodleのビデオ等を参考に各自のノートを完成させる。また、課題の回答をMoodleより提出する。（１２０分） 教科書 参考書 オフィスアワー （栗田）金曜日９－１０限 １号館６１２B室 kurita@nitech.ac.jpに事前連絡 （星）火曜日３－４限 ５３号館３１４A室 hoshi.yoshinao@nitech.ac.jpに事前連絡 | |||