エネルギーシステム工学特論

Advanced Energy System Technology

996A140

L2LBART525

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、早瀬　仁則、北村　尚斗、星　伸一、廣瀬　進、片山　昇、高瀬　幸造、山本　一樹、徐　維那、髙木　優香、近藤　剛史

Takeshi Kondo, Masayuki Itagaki, Yasushi Idemoto, Shinji Ogihara, Naoto Kitamura, Takahiro Gunji, Mutsumi Sugiyama, Yuna Soe, Yuka Takagi, Kozo Takase, Ken Takeuchi, Kiyoshi Dowaki, Noboru Katayama, Hajime Nagata

2025年度前期

2025年度

①First 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

講義

Lecture

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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、創域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://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/

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. 4/15 近藤
◉ガイダンスおよび導電性ダイヤモンドの電気化学エネルギーデバイスへの応用（近藤）
導電性ダイヤモンドの電気化学特性および燃料電池触媒担体、電気化学キャパシタ、電解水処理システム等への応用について解説する。
◉ Application of conductive diamond to electrochemical energy devices (Kondo)
Electrochemical properties conductive diamond electrode and its application to PEFC cathode catalyst support, electrochemical capacitors, and electrolytic water treatment of are explained.

2. 4/22 北村
◉ イオン伝導性材料のナノスケール構造解析（北村）　
燃料電池、二次電池等のエネルギーデバイスに用いられる無機酸化物について概説し、原子配列とイオン伝導性の関係を解説する。
◉ Nanoscale Structure Analysis of Ion-Conducting Materials (Kitamura)
Inorganic oxides used in energy devices such as fuel cells and rechargeable batteries are outlined, and the relationship between atomic configurations and ionic conduction properties is explained.

3. 4/29 郡司
◉ ナノ材料の調製と物性（郡司）　
デバイスに利用する材料を中心として、それらの調製法の特徴、材料の特性評価について解説する。
◉ Preparation of nano-materials and their properties (Gunji)
The characteristics of the preparation method and properties of materials are explained for materials to be applied as devices.

4. 5/13 荻原
◉ 軽量構造材料の力学特性と設計（荻原）
輸送機器等の省エネルギーのために、軽量で高剛性・高強度な構造材料の使用が増加している。そのような材料の一つである繊維強化複合材料についてその力学特性、効果的な設計法について解説する。
◉ Mechanical Properties and Design of Lightweight Structural Materials (Ogihara)
Use of lightweight, high modulus and strong structural materials is increasing for energy saving in transportation and other areas. Learn about the mechanical properties and effective design methods for fiber reinforced composite materials.

5. 5/20 杉山
◉ エネルギーシステムから見た半導体光デバイス（杉山）　
太陽電池や発光ダイオードなど、エネルギー−光変換デバイスについて環境問題や省エネルギー解決の観点から解説する。
◉ Semiconductor Devices for Energy Systems (Sugiyama)
From the viewpoint of the environmental issue, energy-light conversion devices such as solar cells and LEDs are explained.

6. 5/27 井手本
◉ リチウムイオン電池正極材料の結晶・電子構造と電池特性（井手本）　
量子ビーム（中性子、放射光X線）を用いて、リチウムイオン電池材料の平均・局所構造および電子構造を明らかにし、電池特性との相関、特性向上の指針探索について解説する。
◉ Crystal and Electronic Structure and Battery Performance of Cathode Material for Li-ion Batteries (Idemoto)
The relationship between battery performance and the average and local structure as well as electronic structure as determined by quantum beams (synchrotron X-ray and neutrons) are explained, and their relationship with the properties and characteristics of batteries is investigated.

7. 6/3 板垣
◉ エネルギーデバイスの評価技術（電気化学的評価法など）（板垣）
サイクリックボルタンメトリー、電気化学インピーダンス法等の電気化学的手法の基礎と応用に関して解説する。さらに、非破壊試験としての電気化学的モニタリング技術について解説する。
◉ Electrochemical Techniques to Evaluate Energy Conversion Devices (Itagaki)
The principle and applications of electrochemical techniques such as cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy are explained. Electrochemical monitoring as a non-destructive method is also explained.

8. 6/10 髙木
◉ 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 applications of metamaterials are introduced.

9. 6/17 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.

10. 6/24 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.

11, 12. 7/1, 8 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 （堂脇・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ライフサイクルアセスメント（LCA）を含む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・Dowaki)
Characteristics of energy devices such as fuel cells are elucidated, and an understanding of associated diagnostic techniques and energy management in consideration of LCA is deepened.

13. 7/15 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.

14. 7/29 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 indicates 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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