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最終更新日:2026年10月16日

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エネルギー工学

 本講義ではエネルギーの工学的利用法として代表的な熱と電気の化学について取り上げる。
 熱力学は産業革命の蒸気機関に端を発するが、石油全盛の時代においては火力発電などでも重要な役割を果たしてきた。熱力学第一法則によればエネルギーは変換後も保存されるが、熱力学第二法則が示すように、変換によって有効に利用できなくなる分が生じる。この変換後に有効に利用できる最大仕事(エクセルギー)、利用できない分(アネルギー)の概念は、化学物質あるいは資源・廃棄物にも拡張されている。
 ネットゼロ社会の実現に向けて現在注目されている再生エネルギー利用には、エネルギー貯蔵デバイスとしてのリチウムイオン電池や水電解装置が欠かせない。これらのデバイスにおける化学エネルギーと電気エネルギーの変換では、熱力学や電気化学が大活躍する。
 本講義では、熱力学の復習を兼ねながら、エクセルギーの考え方と電気化学の基礎(平衡論と速度論)を身につけることを目標とする。
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時間割/共通科目コード
コース名
教員
学期
時限
FEN-CS3501L1
FEN-CS3501L1
エネルギー工学
北田 敦
A1 A2
木曜4限
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講義使用言語
日本語
単位
2
実務経験のある教員による授業科目
NO
他学部履修
可
開講所属
工学部
授業計画
Outline 1. カルノーサイクルとエクセルギー 2. エクセルギーと不可逆現象 3. 起電力と自発反応 4. 電極電位と参照電極 5. ネルンスト式、半電池反応 6. 電位-pH図 7. 電極反応速度論1:電荷移動 8. 電極反応速度論2:物質拡散 9. 電解システム 10. エクセルギーと電気化学(総復習)
授業の方法
対面講義形式を基本とする
成績評価方法
各講義ごとの宿題と、期末試験
履修上の注意
熱力学の基礎(学部教養課程レベル)の習得を前提とする
その他
<前提となる知識・項目> 前提となる知識と項目:熱力学の基礎