先端物理化学特論Aのシラバス情報

科目名称
Course title(Japanese)
先端物理化学特論A 科目番号
Course number
72CHPHC601
科目名称(英語)
Course title(English)
Advanced Physical Chemistry A
授業名称
Class name
先端物理化学特論A
教員名 近藤 剛史
Instructor Takeshi Kondo
開講年度学期 2022年度 後期
Year/Semester 2022 Second Semester
曜日時限 水曜1限
Class hours Wednesday 1th, Period
開講学科
Department
理工学研究科 先端化学専攻
Department of Pure and Applied Chemistry, Graduate School of Science and Technology
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
対面授業/On-site class 
概要
Descriptions
電気化学プロセスは、分析・環境浄化・エネルギー変換・エネルギー貯蔵・物質合成など、幅広く工業的に応用されている。機能性電極は、効果的な電気化学プロセスを実現するために重要である。本授業では、ナノカーボンやダイヤモンドをはじめとする電極材料およびその機能化とその評価法・分析法とこれらを用いた電気化学プロセスについて学習する。本専攻のディプロマ・ポリシーに定める「各専門分野に応じた高度な専門知識」を身につけるための科目です。

Electrochemical processes such as analysis, environmental cleaning, energy conversion, energy storage, and material synthesis are being widely applied in industry. Functional electrodes are important in achieving effective electrochemical processes. In this lecture, students study electrode materials such as nanocarbons and diamond, their functionalization, evaluation methods, analytical methods, and electrochemical processes using these materials. The objectives of the course are to acquire the high-level expert knowledge in each specialized field within the Department of Pure and Applied Chemistry, stipulated by the diploma policy of the Department.
目的
Objectives
 さまざまな機能性電極材料の特徴やその評価法について学ぶとともに、各種電気化学プロセスにおける電極材料の重要性について理解できるようになる。
 本専攻のカリキュラム・ポリシーにおける「エネルギー、情報、環境、生体をも包括する先端材料の研究・開発を推進」できるようになるための科目である。

Students will learn about the characteristics of a variety of functional electrode materials and methods for their evaluation. They will also understand the importance of electrode materials in various electrochemical processes. This course is designed to enable students to be able to “proceed with research and development of cutting-edge materials that span the fields of energy, information, environment, and biology,” a curriculum requisite for this study concentration.
到達目標
Outcomes
1.各種機能性電極材料の特徴について理解できる。
2.各種機能性電極材料の評価法について理解できる。
3.各種電気化学プロセスにおける電極材料の役割やその研究動向について理解できる。

1.To understand the characteristics of various functional electrode materials.
2.To understand the methods of evaluating various functional electrode materials.
3.To understand the role of electrode materials in various electrochemical processes and the research trends of the field.
履修上の注意
Course notes prerequisites
特になし
Nothing special
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
各回の授業前に2時間程度、学習する内容について参考書等の文献を読んでおくこと。
各回の講義内容を2時間程度復習し、概略を説明できるようにすること。具体的な事項については、授業の中で指示する。

Students must read reference documents on the material for about two hours before each class session. The material from each lecture must be reviewed for about two hours, from which students must be able to produce an overview explanation. Preparatory schoolwork and review will be designated during class.
成績評価方法
Performance grading
policy
演習課題(90%)および平常点(授業への積極的な取り組み姿勢)(10%)。
【フィードバックの方法】
演習課題については授業内で解説する。

Assignments (90%) and participation (active approach to class) (10%).
【Feedback】
Assignments will be discussed in class.
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
辞典的なものとして、第6版 電気化学便覧 (電気化学会 編)

A typical example is the 6th Edition Electrochemical Handbook "Denki Kagaku Binran" (edited by the Electrochemical Society of Japan)
授業計画
Class plan
1.序論
   授業内容の背景および概要について理解する

2.電気化学測定法の基礎
   サイクリックボルタンメトリー等、電気化学測定法の原理・理論と特徴について説明できる

3.電極表面の分析(1)分光法による表面分析
   X線光電子分光法やラマンスペクトルなど、固体表面の分光分析法について説明できる

4.電極表面の分析(2)走査プローブ顕微鏡による表面分析
   原子間力顕微鏡や走査トンネル顕微鏡の原理とこれらを用いた固体表面の分析について説明できる

5.機能性電極材料(1)貴金属電極と表面修飾
   貴金属電極の電気化学特性と、表面修飾による機能化について説明できる

6.機能性電極材料(2)ナノカーボン
   グラフェンやカーボンナノチューブなどのナノカーボン材料の電気化学特性および応用について説明できる

7.機能性電極材料(3)ダイヤモンド電極
   ダイヤモンド電極の作製法、基礎特性と応用について説明できる

8.機能性電極材料(4)ダイヤモンド電極の表面機能化
   ダイヤモンド電極の表面化学修飾と、機能性電極への応用について説明できる

9.機能性電極材料(5)生体関連物質による電極表面修飾
   酵素などの生体関連物質による電極表面修飾とその応用について説明できる

10.機能性電極材料(6)光機能電極
   半導体電極の特徴と光電気化学応用について説明できる

11.機能性電極の応用(1)電気化学センサー
   修飾電極を用いた電気化学センサーについて説明できる

12.機能性電極の応用(2)有機物の電気分解
   電解水処理の基礎とそれに用いられる電極材料について説明できる

13.機能性電極の応用(3)電気二重層キャパシタ
   電気二重層キャパシタの原理とそれに用いられる電極材料について説明できる

14.機能性電極の応用(4)固体高分子形燃料電池触媒
   固体高分子形燃料電池の原理と、カソード触媒について説明できる

15.総論
   授業全体についてまとめ、最近の研究動向について説明できる

1.Introduction
   Understanding the background and overview of the class content.

2.Fundamentals of electrochemical measurement methods
   Explaining the basic principles, theories, and characteristics of electrochemical measurement methods such as cyclic voltammetry.

3.Electrode surface analysis (1): Surface analysis using spectroscopy
   Explaining the spectroscopic analysis of solid surfaces, using techniques such as X-ray photoelectron spectroscopy and Raman spectroscopy.

4.Electrode surface analysis (2): Surface analysis using scanning probe microscopy
   Explaining the principles of atomic force microscopy and scanning tunneling microscopy, as well as conducting an analysis of solid surfaces using these principles.

5.Functional electrode materials (1): Noble metal electrodes and surface modifications
   Explaining the electrochemical characteristics of noble metal electrodes and functionalization through surface modification.

6.Functional electrode materials (2): Nanocarbons
   Explaining the electrochemical characteristics and applications of nanocarbon materials, such as graphene and carbon nanotubes.

7.Functional electrode materials (3): Diamond electrodes
   Explaining the fabrication method, basic characteristics, and applications of diamond electrodes.

8.Functional electrode materials (4): Surface functionalization of diamond electrodes
   Explaining the chemical surface modification of diamond electrodes and applications as functional electrodes.

9.Functional electrode materials (5): Electrode surface modification using bio-related materials
   Explaining electrode surface modification using bio-related materials such as enzymes and applications.

10.Functional electrode materials (6): Photofunctional electrodes
   Explaining the characteristics and photoelectrochemical application of semiconductor electrodes.

11.Applications of functional electrodes (1): Electrochemical sensors
   Explaining electrochemical sensors that use modified electrodes.

12.Applications of functional electrodes (2): Electrolysis of organic materials
   Explaining the fundamentals of electrolyzed water treatment and applicable electrode materials.

13.Applications of functional electrodes (3): Electric double-layer capacitors
   Explaining the fundamental principles of electric double-layer capacitors and applicable electrode materials.

14.Applications of functional electrodes (4): Polymer electrolyte fuel cell catalysts
   Explaining the fundamental principles of polymer electrolyte fuel cells and cathode catalysts.

15.General remarks
   Overall wrap-up for the class and consideration of recent research trends.
教職課程
Teacher-training course
実務経験
Practical experience
-
教育用ソフトウェア
Educational software
-
備考
Remarks
997B102
CLOSE