電気化学（Ａ）

Electrochemistry　（Ａ）

専門教育科目

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工学部

3年

HETBO3MCA1

2単位

講義 (Lecture)

2024年度前期

八重 真治

工学研究科

日本語

目標7／目標9／目標12

C502号室
随時、可能な限り対応する、事前に電子メールなどで連絡することが望ましい。

yae@eng.u-hyogo.ac.jp

5◎／3〇／4〇

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目標２:教え、寄り添う力

【講義目的】電気化学は、めっきや電解工業などの重要産業のみならず、腐食・防食技術、電池などのエネルギー変換技術やセンサ技術などの根幹を担っている学問である。本講義では、化学工学における電気化学の基礎を理解することを目的とし、熱力学、反応速度論、界面科学など幅広い学術分野との関連を意識しながら電気化学の最重要点である下記3点の目標を達成できるよう講述する。
【到達目標】１）電極電位を熱力学的に取り扱うことができる。２）電極/電解質界面の構造と反応速度論および物質移動に基づいて電極電流を記述できる。３）初歩的な電気化学的測定法の特徴を説明できる。

サブタイトル：固液界面における電荷移動による化学エネルギーと電気エネルギーの相互変換
キーワード：電池、酸化・還元とアノード・カソード、電圧と電位、反応速度と電流、電気二重層

【講義内容】
複合的な学問分野である電気化学の概要を理解するために、コンパクトなテキストを用いて、溶液論、熱力学と電極反応に関する平衡論、電極における速度論と測定法、電解質溶液−電極界面の構造について解説する。
【授業計画】（関係するテキストの章）
 1 ガイダンス　本講義の目標や概要を説明する。
 2 電気化学の基礎　（第1章）身のまわりの電気化学とその歴史
 3 電解質溶液１　（第2章）電解質の電気伝導
 4 電解質溶液２　（第2章）イオンの動きと電気化学システム
 5 電池起電力と電極電位１　（第3章）電池の起電力と熱力学
 6 電池起電力と電極電位２　（第3章）電極電位とネルンストの式
 7 電解質溶液と平衡電気化学に関する演習　（第１〜3章）
 8 電極反応の速度１　（第4章）電極反応速度とターフェルの式
 9 電極反応の速度２　（第4章）物質移動と電流密度
10 電気化学測定法１　（第4章）３電極系、電位制御、電流制御
11 電気化学測定法２　（第4章）基本的な測定法
12 電極と電解質溶液の界面　（第5章）電気二重層と電位分布
13 電極反応の機構と速度　（第5章）電極触媒とボルケーノカーブ
14 エネルギーデバイスとしての電池　（第6章）実用電池概論
15 電解プロセス 　（第7章）電気分解による物質製造

定期試験
※パソコンの利用：なし
※生成系AIの利用について：課題・レポート等は学生本人が作成することを前提としており、生成系AIの出力をそのまま提出することは原則認めない。不正に生成系AIを使用したことが判明した場合は単位を認定しないことがあるので、注意すること。
※この科目は、教職課程　理科（中一種免 高一種免）化学科目に含まれます。

「これでわかる電気化学」　矢野 潤、木谷 晧　三共出版（生協などで購入する）
後期の固体表面科学でも使用します。

「コンパクト電気化学」　岩倉千秋、森田昌行、井上博史　丸善出版
「第2版　電気化学概論」　松田、岩倉　共著、丸善出版
「表面技術者のための電気化学 第２版」　春山志郎 著、丸善出版
「ベーシック電気化学」　大堺、加納、桑畑　共著、化学同人
「基礎からわかる電気化学」　泉、石川、片倉、青井、長尾　共著、森北出版
以上を参考書に指定しています。（いずれも学術情報館にあります。）
その他
「電子移動の化学−電気化学入門 (化学者のための基礎講座)　」渡辺、 中林　共著　日本化学会編　朝倉書店、
「基礎化学コース　電気化学」　渡辺、金村、益田、渡辺　共著　丸善
「アトキンス　物理化学　上下」　東京化学同人
「電気化学　基礎と応用」　大坂、岡島、松本、北村　共訳、東京化学同人
など、学術情報館に多数の参考書があります。自分に合った参考書を利用して理解を深めてください。

【予習】授業計画や授業に際して指示する部分のテキストや参考書の事前読み込み（15ｈ）
【復習】講義内容の理解を深め定着させるためにテキストや配布資料・参考書を読み直し（15ｈ）、毎回の演習課題への取り組み、教科書の章末問題などによる演習（30ｈ）

該当しない

【成績評価の基準】化学工学における電気化学の基礎を理解し、到達目標に挙げた3点ができるものについては、その能力（１）電極電位を熱力学的に取り扱うことができる。２）電極/電解質界面の構造と反応速度論および物質移動に基づいて電極電流を記述できる。３）初歩的な電気化学的測定法の特徴を説明できる。）の到達度に基づき、、S（90点以上）,Ａ（80点以上）,B（70点以上）,C（60点以上）による成績評価のうえ、単位を付与する。
【成績評価の方法】毎回配布する演習課題（第７回と第15回に提出する「まとめ」の課題は配点が大きい）４０％、学年歴記載の定期試験中に実施する定期試験６０％を基準として、受講態度（積極的な質問など）を含めて総合的に評価する。

毎回の課題は、次回の講義の冒頭で回収したのちに内容を解説し、その次の講義の冒頭で返却する。最終回のまとめの演習は、ユニバーサルパスポートからファイルで提出することとし、原本を手元に残して講義内で解説する。定期試験は、授業評価アンケートの教員コメント欄に試験結果に関するコメントもあわせて記載する。

定期試験に関数電卓を持参すること。

該当しない

演習などに関する質問を歓迎します。