電気化学

Electrochemistry

991353S

16CHIAC308

駒場　慎一

KOMABA Shinichi

2024年度後期

2024 Second Semester

金曜2限

2nd period of Friday

理学部第一部　化学科

Department of Chemistry, Faculty of Science Division Ⅰ

2.0単位

講義

Lecture

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① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

電気化学に関連した応用分野と先端材料および電気化学の基礎について理解することを目標とする．測定法では，電極電位や電解質溶液，電極反応の基礎をもとに，代表的な電気化学測定法についてその原理と応用例を示しながら説明する．応用では，化学エネルギーと電気エネルギーとの相互変換である蓄エネルギー技術（電池、キャパシタ）を中心に，化学センサ，めっき（湿式・乾式薄膜プロセス）について，科学技術を担う化学者としての立場から講義を進める．それらに応用されている機能性材料について、無機化学、固体化学、電気化学をもとに学習し、材料の開発の重要性から化学技術者の果たしている役割を、最新の話題と合わせて述べたい．
　卒業研究を控えた3年生後期での開講であるので、特に，最新の研究トレンドを紹介しながら応用化学が社会で果たす役割に重点を置いて，履修学生とともに考えながら講義を進めたい．なお，大学院修士課程（理学研究科化学専攻）で開講（駒場が担当）する「電気化学特論」では，実際の各研究室で利用している電気化学測定法の解説や実例を取り上げなら講義を進めるため密接に関連している．

電気化学では，金属，無機固体材料，有機化合物から生体物質など，幅広い材料を扱う学問であり，これら電子の移動に関連する化学物質と応用分野について理解することを目的としている．さらに，4年生での卒業研究配属とも接続している．

１．一次電池，二次電池，電気二重層キャパシタの基本を理解し，二次電池がエネルギー･環境分野で果たす役割を理解できるようになる．
２．燃料電池，生物電池，電気化学センサの電極構造を理解できるようになる．
３．表示素子に使われる材料とその原理を理解した上で，応用分野における重要性を説明できるようになる．
４．各種めっき技術の基礎と応用を習得した上で，身の回りに実用化されている例を系統立てて理解できるようになる
５．電気化学測定の基礎（電極，電位，ネルンストの式，交流法）を扱えるようになる．

リンク先の [評価項目と科目の対応一覧]から確認できます（学部対象）。
履修登録の際に参照ください。
​You can check this from “Correspondence table between grading items and subjects” by following the link(for departments).
https://www.tus.ac.jp/fd/ict_tusrubric/​​​

化学が生み出す新材料は，科学技術の進歩に密接に関連している．新聞，雑誌等の記事等も参考書と併せて読む機会を持って欲しい．選択科目であるので、自らの意志で興味を持って講義を聴講することを望む。また4年次で履修する卒業研究に関する内容に触れるため、研究室配属を希望する場合には履修することが望ましい（必須ではない）。

不明な点があれば，メールで駒場宛に問合せてください．
komaba@rs.tus.ac.jp

課題に対する作文　Essay／小テストの実施　Quiz type test

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プリントを配布しながら講義を進める。興味ある内容に関しては、各自で掘り下げて理解をして欲しい。

期末試験，平常点（主体的な授業参加度），授業態度から総合評価する．
（期末試験では、自筆のプリントや自筆のノートのみ，持ち込みを許可することがある．）

・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

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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。
​https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
​​https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

毎回の講義でプリントを配布する（教科書の指定はない）

参考書：
講義の中で紹介する

1 　　講義紹介 　電気化学概論、私たちの生活と電池、電池の歴史・分類を理解する
2 　　電池の化学(1) 　　各種一次電池について学ぶ
3 　　電池の化学(2) 　　各種二次電池について理解する
4 　　電池の化学(3) 　　リチウムイオン電池と次世代電池を理解し脱炭素社会の本質を考える
5 　　電池の化学(4) 　　蓄電技術とエネルギーと環境について理解を深める
6 　　キャパシタ　 　　電気二重層キャパシタ、スーパーキャパシタを理解する
7 　　燃料電池　 　　燃料電池、バイオ燃料電池を学ぶ
8 　　電気化学センサ(1) 　　イオンセンサ：イオン選択性電極、イオン感応性電界効果トランジスタISFETについて理解する
9 　　電気化学センサ(2) 　　バイオセンサと酵素電極、ガスセンサを理解する
10 　　ディスプレイ材料 　各種表示素子、発光ダイオード、透明導電ガラス、フラットパネルディスプレイについて理解する
11　　めっき(1) 　　無機めっき（無電解、電解めっき）を学ぶ
12　　めっき(2) 　　有機めっき（電解重合法、電着塗装）、導電性高分子、ポリマー電池を会得する
13　　電気化学測定の基礎 　　電極，電位，ネルンストの式を扱えるようになる
14　　電気化学測定法 　　電気化学測定用セル，サイクリックボルタンメトリー， 交流インーダンス法を理解する
15　　到達度評価と解説

企業との共同研究における新型電池および材料開発，さらに外国における1年間の在外研究（フランス）の経験を生かし，電気化学に関する講義を行う．

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