エネルギーシステム工学特論

Advanced Energy System Technology

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L2LBARTs25

井手本　康、郡司　天博、堀　洋一、板垣　昌幸、荻原　慎二、酒井　秀樹、石垣　綾、藤本　憲次郎、永田　肇、杉山　睦、竹内　謙、堂脇　清志、野島　雅、近藤　剛史、北村　尚斗、星　伸一、片山　昇、高瀬　幸造、山本　一樹、徐　維那、髙木　優香、早瀬　仁則

Masanori Hayase, Yuna Soe, Yuka Takagi, Kozo Takase, Masashi Nojima, Hajime Nagata, Kiyoshi Dowaki, Noboru Katayama, Kenjiro Fujimoto, Aya Ishigaki, Nobukazu Hoshi, Hideki Sakai, Kazuki Yamamoto, Ken Takeuchi

2024年度前期

2024/First Semester

火曜1限

Tuesday 1st. Period

創域理工学研究科

Graduate School of Science and Technology

2.0単位

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① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

[概要]
本科目は、エネルギー環境コースの科目であり、コース所属教員及び外部有識者により実施される。当該講義においては、これまでの学部で学修した種々の工学的な要素課題に関して（本講義ではエネルギーシステムとその要素技術とその周辺を対象）、要素技術の視点、各要素技術の組み合わせ、それを全体のシステムと捉え、一方で、エネルギー指標や環境指標を用いた最適なシステム設計を行う視点の両面を学修する。

[Descriptions]
This course is a subject of the Energy Environment Course, which is carried out by the faculty member of the course and external experts.
In this lecture, with respect to various engineering elemental subjects studied at the undergraduate department to date (this lecture covers the energy system, its elemental technology, and its surroundings), we look at elemental technologies, the combination of each elemental technology, considering it as a total system. We also consider the optimal system design using the energy and environmental indexes.

[目的]
修士の研究の方針を決め、さらに専門家となるべく必要な知識、スキル等を明確にすることを身に付ける。本科目は、創域理工学研究科のディプロマポリシーの「修得した高度な専門知識・研究能力と教養をもとに、論理的・批判的に思考し、自ら課題を発見・設定し、解決する能力。 」に相当する科目である。

[Objectives]
Decide on the master’s research policy, and acquire the knowledge and skills necessary to become an expert more clearly. This course is equivalent to “Advanced expertise according to the specialized field" in the diploma policy of Graduate School of Science and Technology.

[到達目標]
横断型コースであるエネルギー環境コースのカバーする研究領域における各自が行っている研究の位置付けを理解し、同時に課題に対するシステム的な観点の評価が可能なスキルの修得ができるようになり、今後の修士論文の作成に係るスキルアップができるようになる。

[Outcomes]
Understanding the position of each research in the area covered by the energy environment course, which is an interdisciplinary it also becomes possible to acquire the skills to evaluate the system aspect of the problem. You will be able to improve your skills in preparing papers.

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/​​​

本講義は、横断型コースであるエネルギー環境コースに属する科目であり、他の専攻の先生も含めて実施される。なお、理工学研究科における教養共通科目（2単位）となっているため、コース以外の学生が履修する場合がある。また、当該コース修了を目指すものは、3分の2以上の出席及び課題の提出を必須とし、それ以外の教養科目として受講する学生も同様の条件とする（但し、欠席はやむを得ない場合（病気等説明がつくもの）とし、原則、全講義を出席することとし無断欠席は認めないので注意すること。）。本講義はオムニバス形式であり、毎回、最新の研究等の情報提供（60分）及びレポート作成（30分）で実施する。その他、講義日程が変更する場合があるので、初回の講義及び掲示板は確認しておくこと。

This lecture belongs to the energy environment course which is an interdisciplinary, and it is includes lecturers from other majors. In addition, because it is a universal common subject (2 credits) in the Graduate School of Science and Technology, courses other than this may be taken. This lecture uses an omnibus format, with each providing the latest research information, etc. (60 minutes) together with report preparation (30 minutes). The lecture schedule may change, so please check the lecture and bulletin board first.

課題に対する作文　Essay／小テストの実施　Quiz type test／ディベート・ディスカッション　Debate/Discussion／グループワーク　Group work

各回、担当教員の指示に従うこと。

各回の講義にて、内容を指示する。
Instruction is given on the content in each lecture.

講義時の積極的な態度（ディスカッション等）（20％）及びレポート（80％）にて評価する。
Assessment is based on positive participation (discussion etc.) (20%) and reports (80%) in lectures.

・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/

特に、指定はしないが、関連する論文等を積極的に購読することが望ましい。
Although not a requirement, we recommend subscribing to related papers and other materials.

本講義はオムニバス形式の講義であり、以下に示すトピックをリレー形式で実施する。各講義の順番や日程は別途指示する。
This lecture is conducted in an omnibus format and it is provided as a relay style by each topic below. The order of each topic and schedule will be announced separately.

1. 4/16 早瀬
◉ガイダンスおよび微細加工(早瀬)
電子制御が広範囲に使用される現在、集積回路なしでは、システムは成り立たない。本講義では、集積回路を製造する微細加工技術について概説しする。
◉With the widespread use of electronic controls today, no system would work without integrated circuits. In this lecture, an overview of microfabrication technology for manufacturing integrated circuits is explained.

2. 4/23 徐
◉ 地域創生工学のためのデータ分析(徐)
地域創生工学におけるデータ分析の方法論(データ収集・加工、探索的データ分析、仮説検定、予測、効果検証など)について概説し、例題データを用い演習を行う。
◉ Data Analysis for Regional Revitalization Engineering (Seo)
The methodology for data analysis in regional revitalization engineering, including data collection, preprocessing, exploratory data analysis, hypothesis testing, prediction, and effect verification is outlined. Exercises will be conducted using sample data.

3. 4/30 高木
◉ メタマテリアルの基礎（髙木）　
電磁波、誘電率、透磁率とメタマテリアルの関係を概説し、メタマテリアルの応用例を紹介する。
◉ Fundamentals of Metamaterials（Takagi）
The relationships between electromagnetic waves, dielectric constant,magnetic permeability and metamaterials are outlined and the applicationsof metamaterials are introduced.

4. 5/7 高瀬
◉ 建築における省エネルギー計画（高瀬）
建築分野の省エネルギー計画の基本的な考え方や要素技術について解説する。建物や設備システムの具体的事例を通じて、分野横断的な連携について考える。
◉ Energy-saving in Architecture (Takase)
The basic knowledge and technologies of energy-saving strategies in the building sector will be explained.
Cross-disciplinary collaboration will be considered through specific examples of buildings and equipment systems.

5. 5/14 野島

◉ マイクロビームアナリシスを用いた粒子状物質の環境影響

大気中浮遊粒子状物質(PM)からナノ粒子まで環境から人体暴露影響について マイクロビームアナリシス法を用いた視点から講義する。 

◉ The exposure effects of particulate matters using microbeam analysis. (Nojima)
The exposure effects of environmental particulate matters (PMs) and nano particles are discussed on the point of exposure model on tissues using microbeam analysis methods. 

6. 5/21 永田
◉  IoT社会の進展に向けた圧電MEMSの開発事例（永田）
圧電効果を活用したMEMSデバイスは、各種センサーやエナジーハーベスターへの展開が図られおり、IoT社会のさらなる進展に向けた一助として研究開発が進められている。本講義では、その背景や開発事例について概説する。
◉  Development of piezoelectric MEMS devices for promoting an IoT society (Nagata)
MEMS devices by using piezoelectric effects are being developed into various sensors and energy harvesters. And then, those are utilized for realizing and promoting an IoT society. This lecture will introduce the background and development examples of piezoelectric MEMS.

7. 8.  5/28, 6/4堂脇・片山
◉ エネルギーデバイスの診断技術とエネルギーマネジメント （片山）　
燃料電池などの各種エネルギーデバイスの特性について解説し、それらの診断技術やエネルギーマネジメントについての理解を深める。
◉ Diagnostic Techniques and Energy Management for Energy Devices (Katayama)
Characteristics of energy devices such as fuel cells are elucidated, and understanding of associated diagnostic techniques and energy management is deepened.


9. 6/11 藤本
◉インフォマティクスによる帰納的材料探索（ 藤本）
エネルギー・環境材料をはじめとする多くの機能性素材が多成分あるいは多水準の条件から探索されているなか、その時間短縮をはかるべく取り組まれているインフォマティクス研究の動向を解説する。
◉Inductive material exploration using informatics
Many functional materials, including energy and environmental materials, are being explored under multi-component and/or multi-level conditions. This lecture will explain the trends in informatics research that is currently being undertaken to shorten the time required for exploration.

10. 6/18 石垣
◉ 環境配慮型サプライチェーン設計における現状と課題（石垣）
持続可能な環境配慮型社会の実現に向けた循環型サプライチェーンについて概説し、設計に欠かせない技術やシステム工学の役割、さらに今後の課題について解説する。
◉ Issues and Challenges in Designing Eco-friendly Supply Chains (Ishigaki)
Various digital technologies are applied in the design of supply chainsto achieve a sustainable and environmentally conscious society. In this lecture, the current status and issues of Eco-friendly supply chains is explained.

11. 6/25 星
◉ PCS（パワーコンディショナー）
太陽電池・燃料電池・蓄電池等の発電・蓄電されたエネルギー交流電力に変換するPCS（パワーコンディショナー）の役割や原理を解説する。
◉ Power Conditioning Systems (Hoshi)
Learn the roles and basic principles of PCS (power conditioning system), which is the interface between the power grid and renewable energy sources such as photovoltaic cells, fuel cells, and batteries.

12. 7/2 酒井
◉ 光エネルギー変換材料開発に向けての界面化学的アプローチ（酒井）　
界面活性剤が形成する自己組織化構造をテンプレートとして利用したナノ形態制御酸化チタンの作製と高機能光触媒への応用について解説する。
◉ Interfacial Chemical Approach for the Development of Light Energy Conversion Materials (Sakai)
The preparation of nano-structured titania using surfactant molecular assemblies as nano-templates and their application for photocatalysts are explained.

13. 7/9 山本
◉ 膜分離による低エネルギーな環境浄化技術 (山本)エネルギー・環境分野への貢献が期待される膜分離法について概説し、
分離膜として用いられる高分子・セラミックス材料の開発について解説する。
◉ Low-energy environmental purification technology using membrane separation (Yamamoto)
An overview of membrane separation methods that are expected to contribute to the energy and environmental fields,and the development of polymer and ceramic materials for separation membranes will be explained.

14. 7/16竹内
◉ アモルファス物質の吸着特性とその構造解析（竹内）　
同じ化合物でも、結晶とアモルファスでは、吸着特性が全く異なることから、ナノスケールの構造が吸着能に大きな影響を及ぼしていることがわかる。本講では、アモルファス物質の特性と構造に関しての解説を行う。
◉ Adsorption characteristics of amorphous materials and their structural analysis (Takeuchi)
The adsorption characteristics are completely different between the crystal and the amorphous, even for the same compound. It indicate that the nano-scale structure has influence on the adsorption ability. In this lecture, I will explain the influence of amorphous structure on adsorption ability.

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当該科目を横断型コースに所属する学生が受講する場合には、履修要件について別途確認し受講すること。また、所属する教員が実施している専門科目の履修も併せて行うことを薦める。
If a student belonging to the interdisciplinary course takes the course, please confirm the requirements of the course first. We also recommend that you also take courses on selected subjects that the faculty members manage.

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