エネルギー科学

平成27年度以前入学者	エネルギー科学
教員名	脇原　將孝
単位数	2	学年	3	開講区分	文理学部
科目群	生命科学科
学期	後期	履修区分	選択必修

授業テーマ	資源・環境を含めたエネルギーの問題は持続社会を維持するうえでも今後とも社会的に理解すべき重要なテーマである。エネルギーを有効かつクリーンに扱うには基礎物理化学・熱力学・電気化学の知識が大切になる。本講義では原子力を含めた各種資源・エネルギー問題の実態を説明し、自然エネルギーの有効利用を含めた問題解決のため、どのような努力がなされれるべきかを物理化学的に解説する。
授業のねらい・到達目標	授業のねらいとして原子力エネルギーにおいてはエネルギーの発現機構を解説し、安全性を含めた種々の問題にふれる。環境問題と関連する自然エネルギーである太陽エネルギー有効利用として太陽熱発電や物理電池に属する太陽電池の電気エネルギー発現機構を解説し、今後の環境負荷低減の取り組みを紹介する。また種々の燃料電池や化学電池の仕組みと特徴を解説し、今後の電気エネルギーの有効利用へ向けた取り組みを紹介する。環境負荷低減とのかかわりで可能性が検討されている水素社会についても地球規模でのエントロピー増減と関連づけて解説する。
授業の方法	参考書は使用するが特定の教科書は使用ぜず、毎回の授業では配布資料を使用する。時々宿題もだす。成績評価の主な判断は期末試験による。試験では配布資料、参考書、ノート、電卓の持ち込みは許される。
履修条件	物理化学、電気化学、無機化学、熱力学の基礎知識が有効となる。
事前学修・事後学修，授業計画コメント	教科書を使用しないので、講義に出席し授業ノートをとること、授業後の復習、が期末試験の際に有効となる。授業に出席しないとノートがとれないことのみならず配布資料が受け取れないので、試験の際に著しく不利になる。本科目に興味を持ち、単位取得を目指すなら授業への出席が大切である。

授業計画
1	講義紹介、資源・エネルギー論　化石燃料の現状と将来、電力供給形態、環境対策
2	エネルギーとエクセルギー温度差と圧力差に基づくエクセルギーの熱力学的解釈を解説しエネルギー効率についてふれる
3	原子力発電の仕組み　長所と問題点特殊相対性理論から予測された多大なエネルギーをもたらす各種核分裂反応を解説し、それらのエネルギーを算出する。反応の際に発生する放射線についても解説する。
4	放射能の安全性　材料から見た問題放射能の単位を紹介し、それらがもたらす生体への危険性について触れる。
5	自然エネルギーの利用　太陽光エネルギーの特徴および太陽熱発電について解説する。
6	物理電池　太陽光電池の原理・特徴と色素増感型太陽電池の作動原理を解説する。
7	化学電池（１）　一次電池および二次電池を概観し、解説する。
8	化学電池（２）　水素吸蔵合金とニッケル水素電池
9	化学電池（３）　リチウムイオン電池の特徴と今後の展開
10	燃料電池（１）　燃料電池の種類と特徴　固体高分子型燃料電池（PEFC）（特徴と問題点）について解説する。
11	燃料電池（２）　固体酸化物型燃料電池（SOFC）を中心としてその特徴・原理と問題点について述べる。
12	水素エネルギー　自然エネルギーの有効利用と関連付けて、将来の水素エネルギー社会と問題点を解説する。
13	相状態図の読み方エネルギー材料が関与する主として二成分系について混合しやすい系としずらい系に分けて解説する。
14	授業内試験と解説
15	試験問題の解説とエネルギー材料のトピックスについて紹介する。

その他
教科書	なし
参考書	なし
成績評価の方法及び基準	試験(80%)、平常点(10%)、レポート(10%)
オフィスアワー	授業終了時必要であれば授業内にE-mailアドレスを伝えるので、そちらに連絡してください。