科目番号
教室
登録人数
履修登録方法
対面/遠隔
エネ240
[火2]工4－111
70
抽選対象
対面授業
開講年度
期間
曜日時限
開講学部等
2023
後学期
火2
工学部工学科
講義コード
科目名[英文名]
単位数
612011002
エネルギー材料工学
2
担当教員[ローマ字表記]
安田 啓太
授業の形態
講義
アクティブラーニング
学生が文献や資料を調べる
授業内容と方法
「燃料電池」「太陽電池」といったエネルギー変換に用いられる機器を題材に、こうした機器に用いられる材料の基礎とエネルギー変換に関わる理論までを概説します。
ギブスエネルギー、ネルンストの式、シュレディンガー方程式、バンド構造、pn接合といったトピックについて基礎から解説します。
*燃料電池: 水素や炭化水素の持つ化学エネルギーを電気エネルギーに変換する機器です。自動車や住宅設備での利用が進められています。
*太陽電池: 太陽のもたらす光エネルギーを電気エネルギーに変換する機器です。再生可能エネルギーのひとつとして普及が進められています。
講義の進行方法については「メッセージ」欄をご覧ください。
*2023/10/01更新: 誤字を修正しました
URGCC学習教育目標
問題解決力、専門性
達成目標
1. 燃料電池における化学エネルギーから電気エネルギーへの変換原理を理解する。
2. 燃料電池の発電効率と電位を計算できる。
3. 太陽電池における光エネルギーから電気エネルギーへの変換原理を理解する。
4. 太陽電池の発電効率を計算できる。
この科目はエネルギー環境工学コースの学習教育目標の「3 知識（専門性、情報リテラシー）: 幅広い教養と自然科学の基礎知識を有するとともに、エネルギー・環境についての専門知識を体系的に理解し、活用できる能力を身に付ける。」に関連した授業です。
評価基準と評価方法
評価基準
（達成目標1について）
①講義で解説された燃料電池の原理について理解したうえで説明されている。
（達成目標2について）
②燃料電池の発電効率と電位の計算がされている。
（達成目標3について）
③講義で解説された太陽電池の原理について理解したうえで説明されている。
（達成目標4について）
④太陽電池の発電効率が計算されている。
評価方法
毎回の講義で実施するミニテスト（30%）（評価基準①②③④）
中間テスト（35%）（評価基準①②）
期末テスト（35%）（評価基準③④）
履修条件
2年次以上であればどなたでも受講可能です。
他コース・他学部からの受講も受け付けます。
授業計画
第1回: 登録・授業内容に関するガイダンス
第2回: 燃料電池・太陽電池の解説
第3回: 燃料電池の基本原理と燃料電池を構成する材料
第4回: エンタルピーとギブスエネルギー
第5回: 標準生成エネルギーと化学反応の自由エネルギー
第6回: 電極電位
第7回: ネルンストの式
第8回: 燃料電池の起電力と発電効率
第9回: 燃料電池まとめ・中間テスト
第10回: 太陽電池の基本原理
第11回: プランクの量子仮説とシュレディンガー方程式
第12回: 固体内のバンド構造
第13回: p型半導体・n型半導体のバンド構造
第14回: pn接合と光照射
第15回: 太陽光発電の高効率化の課題
定期試験: 期末テスト
事前学習
Microsoft Teamsにアップロードされている次回分の資料に目を通してください。
事後学習
Microsoft Teamsにアップロードされている前回分の資料をもとに、ミニテストで理解が不十分であったところを学習してください。
教科書にかかわる情報
教科書全体備考
必要な資料はMicrosoft Teamsにアップロードします。
参考書にかかわる情報
参考書全体備考
必要な資料はMicrosoft Teamsにアップロードします。
使用言語
日本語
メッセージ
講義ではMicrosoft Temasを使用します。
仮登録期間・登録調整期間を問わず、授業登録された方は随時Microsoft Teamsに登録します。
講義はハイブリッド形式で行います。
対面は工学部4号館111教室・オンラインはMicrosoft Teamsを使用します。
受講者は全15回の講義のうち、すくなくとも8回対面での講義に出席してください。
オフィスアワー
月曜日、火曜日、水曜日、木曜日、金曜日・8:30から10:30・工学部4号館405室
メールアドレス
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URL
https://w3.u-ryukyu.ac.jp/kyasuda/
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