2019年度工学院大学 第1部電気システム工学科

電気化学・燃料電池(Electrochemistry and FueL Cell)[1L04]

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2単位
清水 敏夫 非常勤講師  
最終更新日 : 2019/11/12

<学位授与の方針>
1. 基礎知識の習得
2. 専門分野知識の習得
3. 汎用的問題解決技能
4. 道徳的態度と社会性

<授業のねらい>
電気化学は、電子の授受の観点で化学現象を解明するもので、200年以上の歴史をもつ一方、近年では電池や半導体や光化学等、先端応用分野に寄与する学問である。特に、化学エネルギーと電気エネルギーの変換を理解し、制御する上で不可欠な分野であり、本講義では、電極電位、電解質、電気二重層、電極反応等、基礎的項目を身につけた後に、各種電池、電気分解等、産業分野へ応用、さらには燃料電池を中心とする水素社会への展望を理解する。

<受講にあたっての前提条件>
物理、化学、数学、電磁気学の基礎知識を習得していることが望ましい。

<具体的な到達目標>
・電気化学の基礎的事項を理解し、説明できる。
・各種電池の原理、構造、特徴を理解し、説明できる。
・今後のエネルギーシステムに対する電気化学の役割を理解し、説明できる。

<授業計画及び準備学習>
1.ガイダンス、周期律表、電気化学の概要
2.電池の歴史、電池のしくみ、電池の種類
3.化学変化とエネルギー、化学平衡
4.電極電位、基準電極
5.電解質、イオンの移動度、輸率
6.電気二重層
7.電極反応と電流(1)・・・化学反応と活性化エネルギー
8.電極反応と電流(2)・・・電極系の等価回路、交流インピーダンス
9.実用電池の概要、基本構成
10.一次電池・・・マンガン電池、アルカリマンガン電池、リチウム一次電池
11.二次電池・・・鉛蓄電池、ニッケルカドミウム蓄電池、リチウムイオン畜電池
12.燃料電池・・・アルカリ形燃料電池、リン酸形燃料電池、固体高分子形燃料電池
13.電気化学と先端技術
14.学習内容の振り返り 
 
各回とも、授業前に教科書を読み、疑問点を明確にしておくこと。
授業後に、適宜復習することで、理解が定着するので、実践すること。

<成績評価方法>
定期期間中に実施する期末試験(80%)、授業中の小テスト、宿題等(20%)の合計をもとに、A+〜Fの6段階で評価する。D以上を合格とする。
毎回授業に出席することを前提とする。

<教科書>
「電池がわかる電気化学入門」渡辺正・片山靖 著:オーム社

<参考書>
「電気化学」 渡辺正、他共著:丸善出版株式会社
「基礎からわかる電気化学」 泉正一郎、他共著:森北出版株式会社

<オフィスアワー>
授業(後期月曜日4時限目)の前後、新宿校舎講師室。ただし、不在のこともあり、注意方。
電子メール(t.shi@jcom.home.ne.jp)での質問は随時受け付ける。

<学生へのメッセージ>
電気化学は、現在、加速度的に進化を続けるエネルギー・情報社会で欠かせない技術分野である。ぜひ興味をもって授業をうけてほしい。


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