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授業科目区分	科目名	単位数	科目コード	開講時期	履修方法
専門教育課程専門科目専門	エネルギーデバイス工学 Energy Devices Engineering	2	E635-01	2023年度６期（後学期）	修学規程第4条を参照

担当教員名

＊印は、実務経験のある教員を示しています。

授業科目の学習・教育目標

キーワード

学習・教育目標

1.環境エネルギー 2.エネルギー変換応用デバイス 3.電気化学デバイス 4.光電・熱電・圧電変換 5.地域連携

本科目では，電気エネルギー・制御技術を支えるエネルギー材料・デバイスに関する基礎知識を修得し，具体的問題に活用できることを目標とする。現代の電気エネルギーの利活用では環境との調和が必須である。本科目では，電気材料，物性工学等で学習した材料物性や電気エネルギー発生工学で学習した創エネシステムの知識をベースとし，まず，環境エネルギーの社会的背景を学習する。次に，電気エネルギーシステムを構成する重要なエネルギー変換応用デバイスとして二次電池，燃料電池，太陽電池，圧電・熱電変換素子等を学習する。

授業の概要および学習上の助言

本講義では、以下の各項目を取り上げる。 1. 環境エネルギー問題とエネルギー変換応用デバイス　環境エネルギー問題の現状　／　各種エネルギー変換応用デバイスの概要 2. 電気化学エネルギー変換の基礎　電気分解と電池　／　電圧発生の原理　／　電流発生の原理　 3. 電気化学デバイスの動作原理　一次電池　／　二次電池　／　燃料電池　／　電気二重層キャパシタ 4. 光電変換，熱電変換，圧電変換の基礎　光起電力発生の原理　／　熱起電力発生の原理　／　圧電効果の原理　 5. 光電変換，熱電変換，圧電変換デバイスの動作原理　太陽電池　／　熱発電デバイス　／　圧電デバイス 6. その他の電力貯蔵技術

教科書および参考書・リザーブドブック
教科書：基礎からわかる電気化学［第2版］[森北出版] 参考書：指定なしﾘｻﾞｰﾌﾞﾄﾞﾌﾞｯｸ：指定なし

履修に必要な予備知識や技能
本科目は環境エネルギー問題に起因するエネルギー変換＆電力貯蔵技術を幅広く扱うため化学，物理分野の知識に加え環境に対する社会的視野も必要とする総合的科目でありそれぞれの分野の必要な教科書を適宜参考にしながら理解を深めるよう努めること。

学生が達成すべき行動目標
No.	学科教育目標（記号表記）
①	L	世界の環境エネルギー問題と各種エネルギー変換応用デバイスの役割について説明できる。
②	L	電池の基本である電気化学エネルギー変換の概要が説明できる。
③	L	電気化学エネルギー変換を応用した各種デバイスについてその特徴を説明できる。
④	L	光電・熱電・圧電変換の原理とその応用について説明できる。
⑤	L	大容量の電力貯蔵技術について種類・動作原理と開発状況が説明できる。
⑥

達成度評価
				評価方法
				試験	クイズ小テスト	レポート	成果発表 (口頭・実技)	作品	ポートフォリオ	その他	合計
総合評価割合	40	40	20	0	0	0	0	100
指標と評価割合	総合評価割合		40	40	20	0	0	0	0	100
	総合力指標	知識を取り込む力	20	20	10	0	0	0	0	50
		思考・推論・創造する力	20	20	5	0	0	0	0	45
		コラボレーションとリーダーシップ	0	0	0	0	0	0	0	0
		発表・表現・伝達する力	0	0	0	0	0	0	0	0
		学習に取組む姿勢・意欲	0	0	5	0	0	0	0	5

※総合力指標で示す数値内訳、授業運営上のおおよその目安を示したものです。

評価の要点
評価方法	行動目標		評価の実施方法と注意点
試験	①	レ	授業内容における習熟度と行動目標に対する達成度を評価するために，中間試験と達成度確認試験を行う。試験は行動目標①〜⑤の範囲が対象になる。詳細は担当教員から説明される場合があるので，聞き逃すことがないように十分注意する。
	②	レ
	③	レ
	④	レ
	⑤	レ
	⑥
クイズ小テスト	①	レ	各行動目標に対応した授業内容の理解度と問題解決能力を評価するために行う。なお実施時期や実施回数およびテスト範囲は担当教員から指示があるので，聞き逃すことがないように十分注意する。
	②	レ
	③	レ
	④	レ
	⑤	レ
	⑥
レポート	①	レ	適宜，課題調査型のレポート課題を与える。なお実施時期や実施回数および範囲は担当教員から指示があるので、聞き逃すことがないように十分注意する。
	②	レ
	③	レ
	④	レ
	⑤	レ
	⑥
成果発表 (口頭・実技)	①
	②
	③
	④
	⑤
	⑥
作品	①
	②
	③
	④
	⑤
	⑥
ポートフォリオ	①
	②
	③
	④
	⑤
	⑥
その他	①
	②
	③
	④
	⑤
	⑥

具体的な達成の目安

理想的な達成レベルの目安

標準的な達成レベルの目安

①環境エネルギーに関する施策や技術開発動向について，グローバルな視野で詳しく説明することできる。 ②電気化学エネルギー変換の原理を理論的に説明することができる。 ③一次電池，二次電池，燃料電池，電気二重層キャパシタ等の電気化学デバイスの原理や特徴を関連する電気化学理論を用いて詳しく説明することができる。 ④光電変換，熱電変換，圧電変換デバイスの動作原理を構成材料およびデバイスの基本特性に関連付けて詳しく説明することができる。 ⑤各種電力貯蔵技術の原理と特性を詳しく説明することができる。

①我が国の環境エネルギーに関する施策や技術開発動向について説明することできる。 ②電気化学エネルギー変換の原理を説明することができる。 ③一次電池，二次電池，燃料電池，電気二重層キャパシタ等の電気化学デバイスの原理や特徴を説明することができる。 ④光電変換，熱電変換，圧電変換デバイスの動作原理を説明することができる。 ⑤各種電力貯蔵技術の概要を説明することができる。

ＣＬＩＰ学習プロセスについて
一般に、授業あるいは課外での学習では：「知識などを取り込む」→「知識などをいろいろな角度から、場合によってはチーム活動として、考え、推論し、創造する」→「修得した内容を表現、発表、伝達する」→「総合的に評価を受ける、ＧｏｏｄＷｏｒｋ！」：のようなプロセス（一部あるいは全体）を繰り返し行いながら、応用力のある知識やスキルを身につけていくことが重要です。このような学習プロセスを大事に行動してください。
※学習課題の時間欄には、指定された学習課題に要する標準的な時間を記載してあります。日々の自学自習時間全体としては、各授業に応じた時間（例えば2単位科目の場合、予習2時間・復習2時間／週）を取るよう努めてください。詳しくは教員の指導に従って下さい。

授業明細
回数	学習内容	授業の運営方法	学習課題予習・復習	時間：分※
1	ガイダンス環境エネルギー関連技術動向自己点検	講義・質疑応答	配布される資料等を参考に授業の流れを理解し、環境エネルギー問題について予習・復習により理解を深める。	200
2	環境エネルギー関連技術動向各種エネルギー変換応用デバイスの概要自己点検	講義・質疑応答	配布される資料等を参考に環境エネルギー問題と種々のエネルギー変換応用デバイスの関係について予習・復習により理解を深める。	200
3	電気化学エネルギー変換の原理・電圧発生の原理　（化学エネルギー⇔電気エネルギー）・電気分解と電池自己点検	講義・質疑応答	教科書1章（ｐ1〜3），2.1章（ｐ 15〜18）を予習・復習し電気化学エネルギー変換の特徴と電圧発生の原理について理解を深める。	200
4	電圧発生の原理・電極電位と起電力・ネルンストの式自己点検	講義・質疑応答	教科書2.2章（ｐ18〜22）を予習・復習し電圧発生の原理について理解を深める。	200
5	電流発生の原理・電気二重層理論・ファラデーの法則・電子移動過程・バトラーボルマーの式自己点検	講義・質疑応答	教科書3章（ｐ27〜32），4章（ｐ 33〜40）を予習・復習し電流発生の原理として電子移動過程の電流について理解を深める。	200
6	電流発生の原理・物質移動過程・フィックの拡散方程式自己点検	講義・質疑応答	教科書4.1章（ｐ33〜40）を予習・復習し電流発生の原理として物質移動過程の電流について理解を深める。	200
7	中間振り返り（中間試験）自己点検	中間試験講義・質疑応答	中間試験に向けて，6回目までの講義容を復習する。	200
8	光電気化学，一次電池，二次電池・電池の種類・半導体電極の動作自己点検	講義・質疑応答	教科書第5章（ｐ41〜49），8章（ｐ66〜72），9章（ｐ73〜81）を予習・復習し一次電池，二次電池の動作原理と種類について理解を深める。	200
9	燃料電池・燃料電池の種類と動作原理電気二重層キャパシタ・電気二重層キャパシタの動作原理・電池との違い自己点検	講義・質疑応答	教科書10章（ｐ82〜88）を予習・復習し燃料電池の動作原理，種類につて理解を深める。教科書3章（ｐ27〜32）を予習・復習し電気二重層について理解を深め，その応用として11章（ｐ89 〜94）の電気二重層キャパシタについて予習・復習しその原理について理解を深める。	200
10	光電変換デバイス・物質（主に半導体）における光吸収の原理・半導体接合における光起電力効果（光エネルギー⇒電気エネルギー）・太陽電池自己点検	講義・質疑応答	配布される資料等を参考に半導体材料・デバイスにおける光吸収の原理、光起電力発生の原理について理解を深める。また、物性工学や半導体工学で学習したエネルギーバンド理論を復習しておく。	200
11	熱電変換デバイス・ゼーベック効果（熱エネルギー⇒電気エネルギー）・ペルチェ効果（電気エネルギー⇒熱エネルギー）・各種熱電材料，熱発電デバイス自己点検	講義・質疑応答	配布される資料等を参考にゼーベック効果やピエゾ効果の原理について理解を深める。また、電気材料、電子材料、物性工学等で学習した物質の誘電物性、熱物性を復習しておく。	200
12	圧電変換デバイス・ピエゾ効果（圧力⇒電気エネルギー）・各種圧電材料，圧電デバイス自己点検	講義・質疑応答	配布される資料等を参考にピエゾ効果の原理について理解を深める。電気材料，電子材料，物性工学等で学習した物質の誘電物性を復習しておく。	200
13	その他の電力貯蔵技術・フライホイール・超伝導電力貯蔵システム(SMES: Superconducting magnetic energy storage device) ・各種電力貯蔵技術と分散電源，スマートグリッド自己点検	講義・質疑応答	配布される資料等を参考に電池以外の電力貯蔵設備（フライホイール、SMES、等）の構造、動作原理について理解を深める。	200
14	達成度確認試験試験の解説自己点検	達成度確認試験講義・質疑応答	達成度確認試験に備え、試験範囲の講義内容を復習する。	200
15	振り返り自己点検授業	講義・質疑応答授業アンケート		200