電気化学

Electrochemistry

9982431

82FSCHE205

西尾　圭史

Keishi Nishio

2025年度後期

2025年度

②Second semester

火曜3限

Tuesday 3rd Period

先進工学部　マテリアル創成工学科

Department of Materials Science and Technology, Faculty of Advanced Engineering

2.0単位

講義

Lecture

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① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

本講義では化学ポテンシャルの概念から化学電池などの中で生じる反応を熱力学的な検知から説明し、酸化還元反応過程などの電気化学的機構につてい理解できるように講義する。

In thisclass, we will explain the reactions that take place in chemical batteries from the concept of chemical potential based on thermodynamic detection, so that we can understand the electrochemical mechanism such as the oxidation-reduction reaction process.

本学科のカリキュラム及びディプロマ・ポリシーに定める「『既存の工学の枠を超えて、自由な発想で基礎科学の融合と展開を図り、産業の発展に寄与する新しい材料と新しい工学を創出する』という材料工学科の理念に基づいた、『材料工学の専門を基盤として社会に貢献するクリエイティブな人材の育成』という教育目的」に沿って、本講義では電気化学における物理・化学的な現象から電気化学的評価のみに留まらず、電気化学を応用したデバイスの基礎及び発展を理解することが目的である。

The curriculum and diploma policy of this department stipulates, "To create new materials and new engineering that contributes to the development of industry by fusing and developing basic science with free ideas beyond the framework of existing engineering." Based on the philosophy of the Department of Materials Engineering, based on the educational purpose of "cultivating creative human resources who contribute to society based on the specialty of material engineering", this lecture will focus on the electrochemical and The purpose is to understand not only the evaluation but also the fundamentals and development of devices that apply electrochemistry.

酸化・還元とはどのような現象であるかを説明できる。
溶液のpHを理論的に計算できる。
化学反応における化学平衡が説明できる。
化学エネルギーを電力に変換する機構を説明できる。
溶液における電気化学反応について説明できる

Explain what oxidation / reduction is.
The pH of the solution can be calculated theoretically.
Explain the chemical equilibrium in a chemical reaction.
Explain the mechanism that converts chemical energy into electric power.
Explain electrochemical reactions in solution

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/​​​

２年次前期の必修科目を履修・修得済みであることが望ましい。
It is desirable that you have taken and completed the compulsory courses in the first semester of the second year.

小テストの実施　Quiz type test

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準備学習では２年次前期で履修した熱力学に関する内容を再度確認しておくこと。
復習では本講義における原理や測定、評価などをどのように材料工学へ結びつけるべきかを再度確認し、熱力学的な分析評価法の重要性を認識できるようにすること。

In the preparatory study, reconfirm the contents related to thermodynamics taken in the first half of the second year.
In the review, we will reconfirm how the principles, measurements, evaluations, etc. in this lecture should be linked to materials engineering so that we can recognize the importance of thermodynamic analysis and evaluation methods.

授業内小テスト及び課題レポート（約20％）、および到達度評価（約80％）を総合的に評価する。

上記の評価方法により成績評価を行う予定であるが、コロナウイルス感染拡大により対面での達成度評価試験の実施が出来ない可能性がある場合には以下の通りとする。

成績評価はオンライン試験と課題レポート、または講義での課題レポートによって行うこととする。

Comprehensively evaluate quizzes and reports (about 20%), and achievement evaluation tests (about 80%).

The results will be evaluated by the above evaluation method, but if there is a possibility that the face-to-face achievement evaluation test cannot be conducted due to the spread of coronavirus infection, the following will be applied.

Grades will be evaluated using online exams and assignment reports, or assignment reports 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/

アトキンス　物理化学上下　東京化学同人
物理化学の基礎　柴田茂雄著　共立出版株式会社
エッセンシャル電気化学　玉虫怜太、高橋勝緒　著　東京化学同人

全対面授業回の受講を原則とします。尚、成績評価点は「成績評価方法」に従います。

1 　　化学平衡I 　　自発的な化学反応

2 　　化学平衡II 　　外部条件に対する平衡I(圧力と温度)

3 　　化学平衡III 　　外部条件に対する平衡

4 　　化学平衡IV 　　酸と塩基

5 　　平衡電気化学I 　　溶液中のｲｵﾝの熱力学的性質I((熱力学関数)

6 　　平衡電気化学II 　　溶液中のｲｵﾝの熱力学的性質II(ｲｵﾝの活量)

7 　　中間試験 （または課題の解説）　　6回までの講義内容の習熟度の確認を行う

8 　　平衡電気化学III 　　化学電池I(半反応と電極)

9 　　平衡電気化学IV 　　化学電池II(色々な電池)

10　　平衡電気化学V 　　化学電池III(標準電位)

11　　平衡電気化学VI 　　化学電池IV(標準電位の応用)

12　　動的電気化学I 　　電極における過程I(電気二重層､電荷の移動速度)

13　　動的電気化学II 　　電極における過程II(分極)

14　　動的電気化学III 　　電気化学過程I(電気分解､電力の生産と腐食)

15　　習熟度評価と総括 　　講義内容の習熟度の確認および総括をする


In principle, students will be required to attend all face-to-face classes. Grades will be determined in accordance with the "Grade Evaluation Method."

1 Chemical equilibrium I Spontaneous chemical reaction

2 Chemical equilibrium II Equilibrium I for external conditions (pressure and temperature)

3 Chemical equilibrium III Equilibrium for external conditions

4 Chemical equilibrium IV Acid and base

5 Equilibrium Electrochemistry I Thermodynamic Properties of Ion in Solution I ((Thermodynamic Function)

6 Equilibrium Electrochemistry II Thermodynamic Properties of Ion in Solution II (Ion Activity)

7 Mid-term exam Check the proficiency of the lecture contents up to 6 times or explanation of the assignment

8 Equilibrium electrochemistry III Chemical battery I (semi-reaction and electrode)

9 Equilibrium electrochemical IV Chemical battery II (various batteries)

10 Equilibrium electrochemical V
Chemical battery III (standard potential)

11 Equilibrium Electrochemistry VI
Chemical Battery IV (Application of Standard Potential)

12 Dynamic Electrochemistry I
Process at Electrode I (Electric Double Layer, Charge Transfer Rate)

13 Dynamic Electrochemistry II
Process at Electrode II (Polarization)

14 Dynamic Electrochemistry III
Electrochemical Process I (Electrolysis, Electricity Production and Corrosion)

15 Evaluation and summary of proficiency Confirm and summarize proficiency of lecture contents

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