応用無機化学１（無機固体化学）

Applied Inorganic Chemistry 1

991621F

16CHIAC301

有賀　克彦、塚原　次郎、ジア　チンシン、大津　博義、工藤　昭彦

Akihiko Kudo, Katsuhiko Ariga, Jiro Tsukahara, Qingxin Jia,Hiroyoshi Otsu

2025年度前期

2025年度

①First 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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① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

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。

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/​​​

すべての履修学生に対して、半数以上の授業回を対面で受講することを求める。
最新の情報はLETUSに掲載するので，毎回事前に確認すること。
講義中の指示や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やLETUS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

レポート課題

参考書などを活用して，理解を深める。

レポート・演習　100％
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

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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://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

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

菊地正典著「半導体産業のすべて」（ダイヤモンド社）（大津）
S. M. ジィー著「半導体デバイス　第2版　基礎理論とプロセス技術」（産業図書）（大津）
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）
「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）
ブルーバックス「人工光合成」とは何か（講談社）（工藤）

1回目（4/15）　　企業における研究⼈⽣（塚原） 
　皆さんの進路には様々な選択肢がある。その⼀つである企業の研究者（技術者）とはどのようなものなのだろうか。⽇本企業の置かれている環境について解説し、企業における研究⼈⽣がどのようなものとなるか、講演者の経験を踏まえて考察（紹介）する。

2回目（4/22）　　地球環境問題への化学の貢献（塚原）
　カーボンニュートラルを実現するための重要な打ち手について詳しく解説する。具体的にはグリーン水素の製造、貯蔵、運搬、活用や、CO2の分離回収、活用、貯蔵に関わる技術課題について採り上げる。

3回目（4/29）　　二次電池と太陽電池（塚原）
　二次電池や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を復習する。次にリチウムイオン二次電池とシリコン太陽電池の動作メカニズムを学ぶ。次に、⾊素増感太陽電池の基本構造と発電メカニズム、発電性能を向上させるための⼯夫について解説し、この発展系であるペロブスカイト太陽電池の最新トピックを紹介する。

4回目（5/6）　　 ⼈⼯光合成（1）（塚原） 　　　　　　　　　　　　　
　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。
　
5回目（5/13）　　⼈⼯光合成（2）（塚原）
　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。　　

6回目（5/20）　　工業電解プロセスの紹介（Jia）　
　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。

7回目（5/27）　　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）　
　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。

8回目（6/3）　　二酸化炭素電解による炭素固定（Jia）　
　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。

9回目（6/10）　　組織化材料とハイブリッド材料（有賀）　
　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。

10回目（6/17）　メソポーラス材料（有賀）
　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。　

11回目（6/24）　 超分子ハイブッリド材料（有賀）
　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。

12回目（7/1）　　半導体と材料（大津）
　半導体に関する基礎を学び、Siなどの元素半導体と化合物半導体という材料側面について基礎的な事柄から理解する。さらに半導体研究のロードマップ、産業における半導体の『世代』への理解を深め、現代の産業界や生活、またAIにおける半導体の役割を理解する。

13回目（7/8）　　半導体プロセスおよび化合物半導体（大津）
　半導体開発におけるプロセスの重要性について理解し、半導体デバイスの作製過程を学ぶ。また、なぜSi半導体だけでなく化合物半導体が必要とされるのかについて高速電子移動トランジスタなどの実例とともに理解する。

14回目（7/15）　 化合物半導体その2，企業における研究（大津）
　化合物半導体の研究実例を取り上げる。さらに企業における研究とアカデミアにおける研究の違いについて解説する。大学での学びがどう研究に活かされるのか、化学の研究が半導体の研究にどう結びつくのか、講演者の経験を実例に紹介する。

15回目(7/29）　　資源・エネルギー・環境問題解決のための触媒化学（工藤）
　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）
化学メーカー等における研究実績を活かす

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