応用無機化学１（無機固体化学）

Applied Inorganic Chemistry 1

991621F

16CHIAC301

有賀　克彦、永井　愛作、塚原　次郎、ジア　チンシン、工藤　昭彦

Akihiko Kudo, Katsuhiko Ariga, Aisaku Nagai, Jiro Tsukahara, Qingxin Jia

2023年度前期

2023 First Semester

火曜1限

Tuesday 1st. Period

理学部第一部　応用化学科

Department of Applied Chemistry, Faculty of Science Division Ⅰ

2.0単位

講義

Lecture

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ブレンド型授業（半数回超をオンライン実施）/Blended format(with less-than-50% on-site classes)

授業計画およびLETUSを参照

企業や独立行政法人の研究所での研究開発経験の豊富な先生方に，無機材料化学の最先端の研究について，基礎からトピックスまでを解説して頂く。

生きた無機材料化学を学ぶ。

無機材料化学の社会における応用例などについて，広い視野を身につける。

専門知識

非同期オンラインの場合には，自分のパソコンから動画を試聴して下さい。そうで無い場合には欠席扱いとなります。
LETUS上で閲覧期間やレポート提出期限を確認してください。スケジュールはシラバスを参照してください。レポート作成については，書籍やインターネットを活用して結構です。ただし，それらの情報源からのコピペは厳禁です。レポートは，wordファイルで作成して下さい。
講義動画を許可なくダウンロード，録画，写真撮影することは厳禁です。著作権に抵触する恐れがあります。
講義に関して質問がある場合には，工藤までメール（a-kudo@rs.tus.ac.jp）で問い合わせてください。

課題に対する作文　Essay／小テストの実施　Quiz type test／反転授業　Flipped classroom

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参考書などを活用して，理解を深める。

レポート・演習　100％
受講（動画視聴）しない，レポート提出がない場合には減点する。
到達度評価は行わない。

・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している
・B：到達目標を達成している
・C：到達目標を最低限達成している
・D：到達目標を達成していない
・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S：Achieved outcomes, excellent result
・A：Achieved outcomes, good result
・B：Achieved outcomes
・C：Minimally achieved outcomes
・D：Did not achieve outcomes
・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation

N

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教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
​https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

「現代化学への入門」第16巻「超分子化学への展開」（岩波書店）（有賀）
賢くはたらく超分子-シャボン玉から未来のナノマシンまで（岩波書店）（有賀）
材料革命ナノアーキテクトニクス （岩波書店）（有賀）
西美緒著「リチウムイオン二次電池の話」（裳華房）（永井）
石原顕光著「トコトンやさしい電気化学の本」（日刊工業新聞社）（Jia）
ブルーバックス「人工光合成」とは何か（講談社）（工藤）

1回目（4/11）　　組織化材料とハイブリッド材料（有賀）　オンライン授業（非同期）
　超分子集合体、組織化膜作製法、有機−無機ナノハイブリッド材料の開発についての基礎知見を習得する。

2回目（4/18）　　メソポーラス材料（有賀）　オンライン授業（非同期）
　メソポーラスシリカやメソポーラスカーボンなどの作成法の基礎とその応用についての知識を習得する。

3回目（4/25）　　 超分子ハイブッリド材料（有賀）　オンライン授業（非同期）
　有機−無機ハイブッリド材料を高度組織化する技術について、最近の研究事例を中心に学び、応用展開を考案できる能力を養う。

4回目（5/2）　　 色素増感太陽電池（１回目）（塚原）　対面講義　　　　　　　　　　　　　　　
　色素増感太陽電池を理解する上で必須となる電気化学の基礎知識とシリコン太陽電池の発電メカニズムをおさらいする。その上で、色素増感太陽電池の基本構造と発電メカニズムを解説する。
　
5回目（5/9）　　 色素増感太陽電池（2回目）（塚原）　オンライン授業（非同期）
　色素増感太陽電池の発電性能を向上させるための工夫や性能向上の限界について学ぶ。さらに、前記限界を打ち破ることとなった画期的な発明であるペロブスカイト太陽電池についても紹介する。　　

6回目（5/16）　　人工光合成（1回目）（塚原）　オンライン授業（非同期）
　光触媒を理解する上で必須となる酸化物半導体のバンド理論と酸化物半導体を水と接触させたときのバンドベンディングについて解説する。次に光触媒による水分解のメカニズムについて解説する。

7回目（5/23）　　人工光合成（２回目）（塚原）　オンライン授業（非同期）
　酸素発生光触媒と水素発生光触媒の違いを理解し、理想的な水分解光触媒はどうあるべきかを議論する。次に、酸素発生光触媒と水素発生光触媒を組み合わせた2光子系について解説し、経産省プロジェクトの成果について触れる。

8回目（5/30）　　企業における研究人生（塚原）　対面講義　
　皆さんの未来には様々な進路が拓けていることと思う。その中の一つである企業の研究者、技術者とはどのようなものか、講演者の経験を元に紹介する。

9回目（6/6）　　リチウムイオン二次電池（1）（永井）　対面講義
　大学での専門の選択から一企業研究者としての軌跡を追いながら、先端的有機化学材料開発の歴史から、その背後にどのような開発目的があるかを知り、材料開発の研究者としてのあり方を学ぶ。

10回目（6/13）　　リチウムイオン二次電池（2）（永井）　対面講義
　リチウムイオン電池の原理と使用される部材について解説し、特に負極材として使用されている炭素材料の持つ優れた特徴を理解し、将来の超材料の可能性について学ぶ。　　

11回目（6/20）　　リチウムイオン二次電池（3）（永井）　対面講義
　量子力学的計算手法などの理論的な解析手法や、7Li-NMR測定等の物性測定技法がどのようにしてリチウムイオン電池の開発に役だったかを学び、先端材料開発の手法について理解する。

12回目（6/27）　　工業電解プロセスの紹介（Jia）　オンライン授業（非同期）
　電解反応とは電気化学技術を基づいた電気エネルギーから化学エネルギーへ変換する化学反応である。この技術は工業電解プロセスなどに応用されている。電解技術が工業に応用した例を紹介し、熱力学や反応速度論に基づく電流と電圧の関係から理解する。

13回目（7/4）　　電解プロセスを利用した水電解およびアンモニア合成（Jia）　オンライン授業（非同期）
　水電解やアンモニア電解合成のメカニズムおよび電極触媒材料の知識を学び、それらの技術の歴史と最新の取り組みを紹介する。エネルギー問題を解決するカギとなるエネルギーキャリアについても触れる。

14回目（7/11）　　二酸化炭素電解による炭素固定（Jia）　オンライン授業（非同期）
　電解技術を用いて、地球温暖化問題の原因の一つである二酸化炭素を化成品・燃料に変換する技術を説明し、日本と世界の脱炭素の動向も紹介する。企業での技術開発がどのように行っているのも紹介する。

15回目(8/1）　　資源・エネルギー・環境問題解決のための触媒化学（工藤）　対面講義
　1,2年で学んだ無機化学や物理化学をベースに，水から水素を製造したり，二酸化炭素を炭素資源として有効利用するための触媒の基礎を理解する。また，材料科学の観点から材料を理解する。そして，最近のトピックスについても紹介する。

1-14回　研究員（化学関係）

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