環境・エネルギー工学基礎Ⅰ

駒場キャンパスにおいて原則対面で講義を行う。 １．４月７日(オンライン)　ガイダンス，日本におけるエネルギー（鈴木雄二） 　イントロダクションとして、我々を取り巻くエネルギー問題について，東大キャンパス，日本，世界と異なるレベルで考察を行います ２．４月１４日　熱とは，伝熱の３形態（鈴木雄二） 　熱が伝わる現象（伝熱）は，熱伝導，ふく射，対流の３つの形態に分けられます．身の周りの現象における伝熱の形態を判りやすく説明するとともに，熱やエネルギーを考える上で重要な熱力学のポイントについて易しく解説します． ３．４月２１日　ナノで操る熱 ― スマート材料から省エネルギー社会へ（塩見淳一郎） ナノスケールで材料・現象を制御することによって，通常とは異なる伝熱機能が発現します．本講義では，ナノ構造を制御することによる放熱促進，熱から電気への直接変換の効率向上，放射の制御などについて分かりやすく説明します。ナノスケールの量子の世界で物質を制御することを、大きなスケールの社会での熱エネルギーのマネージメントに繋げる工学研究を紹介します。 ４．４月２８日　ヒートポンプ技術の現在と展望（大宮司啓文） 　ヒートポンプ（エアコン）は、少ないエネルギー入力で周囲から多量の熱エネルギーを取り出し、-100℃から100℃程度の温度帯で加熱冷却を行う機械装置です。ヒートポンプを通して、エネルギーを有効に利用することの意味を考えます。 ５．５月１２日　熱交換とエネルギー（鹿園直毅） 　熱を利用するためには，物質から物質へ熱を伝えなければなりません．熱を伝えるためには温度差が必要ですが，エネルギーの質という意味で実は大きな損失が発生しています．このような観点から，カーボンニュートラルを実現するために必要な技術の理想と現実について整理します． ６．５月１９日　エネルギー変換の基礎（鈴木雄二） 　熱エネルギーを運動エネルギーや電力に変換するための熱機関は，自動車，航空機，発電所などで広く用いられています．理想的な熱機関はカルノーサイクルですが，現実的な熱機関では異なるサイクルが利用されています．本講義では，ジェットエンジン，自動車エンジンなどの基本となる原理と，カーボンニュートラルに向かうための様々な取り組みについて紹介します． ７．５月２６日　自動車とエネルギー（山﨑由大） CO2の排出量の約16％は自動車からによるものであり，その削減は重要な課題ですが，課題解決には電動化だけで対応することは困難です。そこで重要となるCO2フリー燃料の高効率な燃焼技術，様々な情報を活用した動力システムの制御技術，ドライバーの行動予測技術などについて紹介します。 ８．６月　９日　電気自動車における熱・エネルギーマネジメント（佐藤英明，鈴木雄二） 100年に一度といわれる車の変化に対応し、省動力と乗員の快適性を両立する熱マネージメント技術を ・自動車用エアコンでの熱エネルギーの使われ方と家庭用との違い ・電動化によるシステム構成と構成部品 の観点から説明します． ９．６月１６日　ナノテクノロジーとエネルギー変換（宮内雄平） 　ナノテクノロジーを駆使して、従来材料を⽤いたシステムの限界を超える熱や光の高効率エネルギー変換の実現を目指す最先端の研究について紹介します。 １０．６月２３日　燃焼と航空宇宙技術（秋葉高輝，鈴木雄二） 　多くの制約条件が課される航空分野において，燃焼によるエネルギー変換がどのように利用され，カーボンニュートラル社会に向けてどのような道を歩む可能性があるかを考えます．また，宇宙という極限的な環境において観察される特殊な燃焼現象の例を通じて，宇宙環境での安全について紹介します． １１．６月３０日　アンモニア・水素燃料とその燃焼現象（李敏赫） 　現在使われているエネルギーの多くは、「燃焼」によって生み出されています。本講義では、燃焼がなぜエネルギー変換の中心なのか、脱炭素社会や水素・アンモニア燃料の話題と結びつけて学びます。また、具体的に燃えるとはどういう現象なのかについて考えます。 １２．７月　７日　燃焼の科学（李敏赫） 　燃える・燃えないを決める基準について考えます。なぜ火が着く（着火）のか、着火現象は実機でどう応用されているのかについて学び、その背後にある予想外の非線形性について理解します。 １３．７月１４日　まとめ（鈴木雄二） 　講義時間中に配付資料をもとにレポートを作成します．

初回はオンライン、２回目以降は基本は対面で行います。場合によっては１，２回オンラインに変更する可能性があります。

講義時間中のレポート提出

熱に関する基礎から応用まで判りやすく解説しますので、特に予備知識は必要ありません。