△化学エネルギー工学（Chemical Energy Engineering）[1B13]

＜授業のねらい＞

化学エネルギーの工学的利用について、最初に有効なエネルギーの物差しであるエクセルギーの基礎を学んだ後、電気エネルギーへの変換装置である化学電池や燃料電池の動作原理や研究課題を理解するための電気化学を学ぶ。

＜受講にあたっての前提条件＞

物理化学IIを受講していること。

＜具体的な到達目標＞

電極電位と電池の起電力が計算できる。
過電圧について説明できる。
代表的な電池の動作原理を説明できる。

＜授業計画及び準備学習＞

１．講義内容の概要、熱力学の復習
化学エネルギー工学で扱う内容について。熱力学第一および第二法則、エネルギー効率
準備学習：物理化学の教科書の復習
２．有効なエネルギー（エクセルギー）
最大有用仕事（エクセルギー）の考え方
準備学習：プリントおよび物理化学の教科書の復習
３．化学エクセルギー
化学反応におけるエクセルギー
準備学習：プリントの復習
４．電気化学の基礎
電気化学の歴史、電池の構成
準備学習：前回までの復習と教科書第1章の予習
５．電解質溶液
イオン、伝導度、輸率
準備学習：前回までの復習と教科書第2章の予習
６．電池の起電力と電極電位（１）
起電力とギブスエネルギー
準備学習：前回までの復習と教科書第3章3.1,3.2の予習
７．電池の起電力と電極電位（２）
並行電極電位とネルンストの式
準備学習：前回までの復習と教科書第3章3.3,3.4の予習
８．中間試験
９．電極反応の速度（１）
電気二重層、電極での反応機構、活性化過電圧
準備学習：前回までの復習と教科書第4章4.1-3の予習
１０．電極反応の速度（２）
濃度過電圧
準備学習：前回までの復習と教科書第4章4.4-7の予習
１１．実用電池の基礎と一次電池
電池の原理、マンガン電池、アルカリ電池
準備学習：前回までの復習と教科書第5章5.1,5.2の予習
１２．二次電池とキャパシタ
鉛電池、ニッケル水素電池、リチウム電池
準備学習：前回までの復習と教科書第5章5.3,5.5の予習
１３．燃料電池
各種燃料電池の構成と動作原理
準備学習：前回までの復習と教科書第5章5.4の予習
１４．電気化学測定法
イオンセンサー、ボルタンメトリー
準備学習：前回までの復習と教科書第10章の予習
１５．学習効果の確認（試験）

＜成績評価方法＞

定期試験の結果に授業中に行う小テストを10%程度加味して採点し、100点満点で60点以上で合格とする。

＜教科書＞

「電気化学概論（第２版）」丸善出版、松田好晴、岩倉千秋著

＜参考書＞

指定参考書なし

＜オフィスアワー＞

月曜日、授業の前後