本年度 2020FY 2019FY 2018FY 2017FY 2016FY 2015FY

本年度

2021年度 秋学期 エネルギー材料工学(2年生)

日時:金曜3コマ(13:00~14:30)、4コマ(14:50~16:10)
場所:?
講師山崎 仁丈 教授 
評価:出席(30点:最終レポートを提出すれば、授業中の質問回数を加点)、レポート(内容、日本語のわかりやすさ, 70点)
教科書:なし
参考書「金属酸化物のノンストイキオメトリーと電気伝導」斎藤編訳、内田老鶴圃
   :「Thermodynamics of materials, vol. 1 & 2」 Ragone, Jone Wiley & Sons、日本語版絶版「材料の物理化学I & II」, 丸善(図書館にはあると思います)
   :「Physical Ceramics」Chiang, Birnie, & Kingary, John Wiley & Sons
   :「固体電子論入門」
   :「表面技術者のための電気化学」
   :「Electrochemistry at metal and semiconductor electrodes, by Norio Sato, Elsevier

概要

 燃料電池、リチウムイオン電池、光触媒、触媒など、現代社会に必要不可欠なエネルギーデバイスは、特徴を持った材料を巧みに組み合わせることでそのエネルギー機能を発現させている。本授業では、これらエネルギーデバイスやそれらを構成するエネルギー材料の基礎知識について、材料工学の観点から説明する。

予定
1. 10/1(Fri)  ガイダンス:本授業の狙い、イントロダクション、Kröger-Vink表記
2. 10/8(Fri) 燃料電池:電気化学デバイス、化学ポテンシャル、電気化学ポテンシャル、ネルンストの式、燃料電池の理論最大効率と起電力
3. 10/15(Fri) 燃料電池:電解質材料、アノード電極材料、カソード電極材料、電気抵抗、燃料電池性能が理論値から下がる原因
4. 10/22(Fri) エネルギー材料開発のための機械学習:目的変数、記述子、機械学習モデル、材料特性予測
5. 10/29(Fri) 光触媒:半導体、光励起、バンドギャップ、バンド図
6. 11/12(Thu) 触媒:表面ガス吸着、化学反応の熱力学および速度論
7. 11/5(Fri) リチウムイオン電池:状態図、相転移
8. 11/12(Fri) 授業なし(オンライン研究現場見学) 14:30 レポート提出締切 (Proselfにて提出)

2021年度 秋学期 表面機能制御学(大学院生)

日時:月曜、木曜1コマ?(8:40~10:10)
場所:?
講師山崎 仁丈 教授
評価:出席、発表および演習解答(40点)、レポート(作成した問題の質、解答内容、日本語のわかりやすさ, 60点):演習問題を各自作成、作成された問題をすべてレポートとしてまとめ、提出ください。
教科書「Electrochemistry at metal and semiconductor electrodes, by Norio Sato, Elsevier
参考書「金属酸化物のノンストイキオメトリーと電気伝導」斎藤編訳、内田老鶴圃
   :「Thermodynamics of materials, vol. 1 & 2」 Ragone, Jone Wiley & Sons、日本語版絶版「材料の物理化学I & II」, 丸善(図書館にはあると思います)
   :「Physical Ceramics」Chiang, Birnie, & Kingary, John Wiley & Sons
   :「固体電子論入門」
   :「表面技術者のための電気化学」
演習:授業中に演習問題や計算結果を確認するため、関数電卓かノートPCを授業にお持ちください。

概要

 燃料電池や光触媒などの最先端エネルギーデバイスや材料では、材料表面を巧みに制御することで目的とする機能を発現している。本授業では、これら物質・エネルギー変換機能の発現および制御に重要な表面近傍における点欠陥(電子、正孔、酸素空孔など)の熱力学的および速度論的挙動について講義する。

予定
1. 10/4(Mon)  ガイダンス(本授業の狙い)、イントロダクション
2. 10/11(Mon) 固体の欠陥化学:Kröger-Vink表記、欠陥反応
3. 10/18(Mon) 演習回答、欠陥反応の平衡定数(熱力学)、Brouwerダイアグラム(熱力学)(p43~67)
4. 10/25(Mon) Brouwerダイアグラム(熱力学)、欠陥濃度の温度依存性(熱力学)
5. 11/1(Mon) 真性半導体中の電子と正孔(熱力学, p29~32 in Electrochemistry at Metal and Semiconductor Electrodes )
6. 11/8(Mon) 演習回答、真性半導体中の電子と正孔(熱力学, p29~32 in Electrochemistry at Metal and Semiconductor Electrodes ),不純物半導体中の電子と正孔(熱力学, p29~32 in Electrochemistry at Metal and Semiconductor Electrodes)
7. 11/15(Mon) 水和酸化還元粒子の電子準位(熱力学, p47~53 in Electrochemistry at Metal and Semiconductor Electrodes),水和酸化還元電子のフェルミ準位 (熱力学, p53-57)、半導体/水溶液界面におけるバンド図の作成  (熱力学)
8. 11/22(Mon) 半導体/水溶液界面におけるバンド図の作成2 (熱力学)
9. 12/29(Mon) 
10. 12/14(Mon) 不純物半導体における電子-正孔濃度(熱力学)(p111~113)、固体中の原子の拡散:フィックの第一法則(速度論)(p127~129:Thermodynamics of materials vol.2)、演習問題作成について
11. 12/6(Mon) Nernst-Einsteinの関係(速度論)(p141~144:Thermodynamics of materials vol.2)
12. 12/13(Mon) 各自作成したレポート問題の発表、Nernst-Einsteinの関係(速度論)(p141~144:Thermodynamics of materials vol.2)、固体中のイオン伝導・電子伝導(p213~217: Physical Ceramics)
13.12/20(Mon) 輸率(速度論)(p213~217: Physical Ceramics)、電気化学ポテンシャル(熱力学)、ネルンストの式(熱力学)(p233~235: Physical Ceramics)、バトラーボルマーの関係(速度論)(p52~57: 表面技術者のための電気化学)燃料電池の原理と理論変換効率(熱力学)、スペースチャージ(p97~123: Thermodynamics of materials vol.2、p146~165: Physical Ceramics)
14. 1/17(Mon) レポート発表&討論、アンケート調査
15. 1/24(Mon) 授業なし、12:00 レポート提出締切(指定したProselfへ提出)

表面反応速度(速度論)、固体中の相互拡散(速度論)(p236~242: Physical Ceramics)、表面、界面、偏析

2021 未来社会を創る新エネルギーの現状と課題(基幹教育科目)

日時:5/26 水曜4コマ(14:40~16:10)
場所:Zoomオンライン授業
講師:山崎 仁丈 教授
題目:エネルギー材料が開く持続可能なエネルギー社会

2021 物質科学工学概論第一(1年生)

日時:7/9 ? 木曜5コマ(16:40~18:10)
場所:W4-529 ?
講師:山崎 仁丈 教授、田中 將己 教授
題目:エネルギー材料が導く持続可能な社会

2021 spring, Introduction to metallic compounds(2nd year students)

Period:Monday 16:40~18:10
Place:W4-529
Lecturer: Prof. Yoshihiro Yamazaki

6/22  ?  Energy Materials

link for your study

  • periodic table
  • work functions of metals
  • wikipedia  or ウィキペディア
  • 第一原理計算

  • Solid-state Physics, TU Graz
  • Photochemistry II, EPFL
  • Introduction to Solid-State Physics, University of Nevraska-Lincoln
  • Principle of Electronic Devices, University of Colorado, Boulder
  • 3D molecular orbitals, University of Liverpool

  • Google Drive(プレゼンの共同作成に便利)

  • 材料科学工学コース(学部)シラバス
  • 材料物性工学専攻(大学院)シラバス

  •  

    PAGE TOP Top Research Philosophy People Publications Activities Teaching SCI workshop Access Links