エネルギーシステム工学特論のシラバス情報

科目名称
Course title(Japanese)
エネルギーシステム工学特論 科目番号
Course number
L2LBARTs25
科目名称(英語)
Course title(English)
Advanced Energy System Technology
授業名称
Class name
エネルギーシステム工学特論
教員名 永田 肇,井手本 康,郡司 天博,明石 重男,堀 洋一,板垣 昌幸,荻原 慎二,酒井 秀樹,石垣 綾,藤本 憲次郎,杉山 睦,竹内 謙,堂脇 清志,野島 雅,近藤 剛史,早瀬 仁則,北村 尚斗,星 伸一,片山 昇,高瀬 幸造,徐 維那
Instructor Kiyoshi Dowaki, Yasushi Idemoto, Takahiro Gunji, Shigeo Akashi, Masayuki Itagaki, Shinji Ogihara, Hideki Sakai, Kenjiro Fujimoto, Hajime Nagata, Mutsumi Sugiyama, Masashi Nojima, Masanori Hayase, Naoto Kitamura, Nobukazu Hoshi, Noboru Katayama, Ken Takeuchi, Yoichi Hori, Aya Ishigaki, Kozo Takase, Takeshi Kondo, Yuna Soe
開講年度学期 2022年度 前期
Year/Semester 2022 First Semester
曜日時限 火曜1限
Class hours Tuesday 1st. Period
開講学科
Department
薬学研究科/博士課程、博士後期課程
Graduate School of Pharmaceutical Sciences
外国語のみの科目
(使用言語)
Course in only foreign
languages (languages)
-
単位
Course credit
2.0 授業の主な実施形態
Main class format
ハイフレックス型授業/Hybrid-Flexible format
概要
Descriptions
[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
Objectives
[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、本専攻のディプロマポリシーの「理工学研究科経営工学専攻の専門分野に応じた高度な専門知識。」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 of the Department of Management Engineering, Graduate School of Science and Technology” of the department’s diploma policy.
到達目標
Outcomes
[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.
履修上の注意
Course notes prerequisites
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.
アクティブ・ラーニング科目
Teaching type(Active Learning)
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
プレゼンテーション
Presentation
- 反転授業
Flipped classroom
-
その他(自由記述)
Other(Describe)
-
準備学習・復習
Preparation and review
各回の講義にて、内容を指示する。
Instruction is given on the content in each lecture.
成績評価方法
Performance grading
policy
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.
学修成果の評価
Evaluation of academic
achievement
・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
教科書
Textbooks/Readings
・教科書を使用する場合は、MyKiTS(教科書販売サイト)から検索・購入可能ですので以下のURLにアクセスしてください。
https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/
 
・Search and purchase the necessary textbooks from MyKiTS (textbook sales site) with the link below.
https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/
参考書・その他資料
Reference and other materials
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.
授業計画
Class plan
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.

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◉ 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課題について解説する。なお、コースのガイダンスも実施する。
◉ Issues and Challenges in Designing Eco-friendly Supply Chains (Ishigaki)
Various digital technologies are applied in the design of supply chains to achieve a sustainable and environmentally conscious society. In this lecture, the current status and issues of eco-friendly supply chains is explained. Guidance on this course is also provided.

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◉ 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.

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◉ 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.

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◉ 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.

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◉ 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.

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◉ 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.

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◉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.

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◉ 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、可視光応答性光触媒、色素増感太陽電池電極材料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 visible light responsive photocatalysts and electrode materials for dye-sensitized solar cells are explained.

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◉ 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.

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◉ 建築における省エネルギー計画(高瀬)
事務所ビルや住宅における用途別エネルギー消費量および省エネルギー手法について解説する。
◉ Energy Saving in Architecture (Takase)
Energy consumption for each usage and energy saving methods in office buildings and houses are explained.

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◉ スマート農業の現状と地域活性化(徐)
持続可能な農業実現のためのAI、ICT、ロボットなど最新技術を導入したスマート農業の現状及び地域活性化の動向について解説する。
◉ Smart Agriculture and Regional Revitalization (Seo)
The current status of smart agriculture and trends in regional revitalization by introducing the latest technologies such as AI, ICT, and robotics to realize sustainable agriculture are explained.

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◉ 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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◉ エネルギーデバイスのエネルギーマネジメントと環境評価(1)(堂脇・片山) 
燃料電池等の種々の電気エネルギーに関連するデバイスを用いたシステム構築や実例とそれらのエネルギーマネジメント方法について解説する。また、実例のエネルギーシステムについて、環境指標等(ライフサイクルアセスメントやエクセルギー解析)について解説する。なお、13,14については、グループワークを実施する。
◉ Energy Management and LCA/exergy analysis (1) (Dowaki・Katayama)
Topics of system construction, examples, and energy management methods (e.g. fuel cell system) are explained. In addition, life cycle assessment in consideration of exergy analysis on the energy system is discussed. Note: In 13th and 14th classes, the group works are carried out.

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◉ エネルギーデバイスのエネルギーマネジメントと環境評価(2)(堂脇・片山)
前回の講義を参考にして、各グループで検討したエネルギーシステムについて発表及びレポートの提出を行う。
◉ Energy Management and LCA/exergy analysis (2) (Dowaki・Katayama)
Based on the 14th lecture contents, each group presents their proposal of energy system including the environmental impacts and submit the report by each student.
教職課程
Teacher-training course
実務経験
Practical experience
独立行政法人新エネルギー産業技術総合開発機構,民間シンクタンク(エネルギー,地域活性化等),公益財団法人地球環境産業技術研究機構(エネルギーシステム),米国ハワイ大学(燃料電池開発関係)
NEDO, Private Think Tank, RITE, University of Hawaii
教育用ソフトウェア
Educational software
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備考
Remarks
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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