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学習支援計画書(シラバス) 検索システム
電気電子工学専攻
対象課程 科目名 単位数 科目コード 開講時期 授業科目区分
博士前期課程(修士課程)
エネルギー材料・デバイス統合特論
Energy Materials and Devices
4 2583-01 2023年度
前学期
関係科目
担当教員名
授業科目の学習・教育目標
キーワード 学習・教育目標
1.エネルギー変換デバイス 2.蓄電デバイス 3.デバイス製造プロセス 4.機能性材料 5.評価・分析技術 各種エネルギーデバイスの原理から材料および製造技術,評価・分析技術を学ぶ.エネルギ ーデバイスに用いられる材料やそのデバイス構造,動作原理を学んだうえで,デバイス特性 の理論計算および材料特性評価,構造評価をおこなう.エネルギーデバイスの理論検討から 製造プロセス,評価技術までの一連のプロセスを経験することで,デバイスの理解を深める だけでなく,理論や原理を踏まえたデバイス特性や評価・分析結果をもとに広い視野をもっ て解析する論理的思考能力を醸成する.
授業の概要および学習上の助言
授業ではエネルギーデバイスとしてリチウムイオン電池を教材に取り,以下の①〜④を学習する。 ①エネルギーデバイスの動作原理 ②エネルギーデバイスの構造,特性 ③エネルギーデバイスの作製 ④エネルギーデバイスの動作特性評価および分析 これらによりエネルギーデバイスの理解を深めるとともに,動作原理や材料あるいは構造上の特性などのさまざまな知識を踏 まえた論理的思考によってデバイスを総合的に評価する. 【学習上の助言】 理論設計して製作される各種デバイスは,実用上材料特性や構造上の問題が存在するため理論とは異なる動作をすることが多 々ある.このような状況に直面した場合でも,様々な基礎知識を踏まえて論理的に思考して結論に至ることができる能力を体 得できるよう努力してほしい.
教科書および参考書・リザーブドブック
教科書及び参考書は適宜指示する.
履修に必要な予備知識や技能
電気回路,電磁気学,電気電子材料,物性工学,半導体工学,エネルギーデバイス工学を学んでいることが望ましい.材料や デバイスの評価・分析においては専門的な分析機器を使用するため,それらの分析原理を理解することに努めること.
学生が達成すべき行動目標
No.
各種エネルギーデバイスの動作原理を材料の構造や物性を踏まえて説明できる.
各種エネルギーデバイスの製造プロセスを説明できる.
代表的なエネルギーデバイスを作製し動作特性を評価できる.
代表的なエネルギーデバイスの評価・分析結果をもとにデバイスの動作特性を論理的に説明できる.
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 0 0 50 0 0 0 50 100
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
クイズ
小テスト
レポート 節目で出題するレポートにより,内容の理解度を確認する.
成果発表
(口頭・実技)
作品
ポートフォリオ
その他 レポートや発表等により,論理的思考能力を評価する.
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.各種エネルギーデバイスの動作原理を材料の構造や物性を 踏まえて説明できる. 2.各種エネルギーデバイスの製造プロセスを説明できる. 3.代表的なエネルギーデバイスを作製し動作特性を評価でき る. 4.代表的なエネルギーデバイスの評価・分析結果をもとにデ バイスの動作特性を論理的に説明できる. 1.各種エネルギーデバイスの動作原理を説明できる. 2.各種エネルギーデバイスの製造プロセスを説明できる. 3.代表的なエネルギーデバイスを作製できる. 4.代表的なエネルギーデバイスの評価・分析結果が説明でき る.
※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※
1-7 ■授業ガイダンス ・授業のアウトライン ・エネルギーデバイスと現代社会との関わり  (環境問題,省エネ,社会のエネルギー消費構造, 等) 以下ではエネルギーデバイスの基礎理論の講義と電池 作製・基本特性測定の実習を通じて,理解を深める。 ■エネルギーデバイスの動作原理 ・エネルギー変換の基礎理論 ・エネルギー変換材料 ■エネルギーデバイスの構造,特性 ・機能を実現するためのデバイス構造,材料物性設計 ・デバイスの静特性と動特性 ■エネルギーデバイスの作製 ・デバイス設計と材料加工 ・デバイスの組み立て ・デバイスの基本特性測定 講義,輪講 演習(レポート) 実習 プレゼンテーション ・エネルギーデバイス,材料の理 解に必要な電気電子材料,物性工 学,半導体工学,エネルギーデバ イス工学の基本的事項を予習,復 習する。 ・エネルギーデバイスの動作原理 の理解を深めるため,電気回路, 電磁気学の基本的知識を予習・復 習する。
8-14 ■エネルギーデバイスの特性評価および分析 (作製したエネルギーデバイスの評価・分析) ・各種評価技術 ・デバイスの基本特性の考察 ・デバイスの構造評価・分析 ・デバイスの材料評価・分析 ・各種評価・分析結果に基づいたデバイスの総合評価 講義,輪講 演習(レポート) 実習 プレゼンテーション ・作製したエネルギーデバイスの 代表的な分析技術の原理等を予習 する. ・最新のエネルギー関連デバイス の論文等を参考に,評価・分析結 果の論理的な思考を予習する.
15 自己点検 講義とディスカッション 振返り 達成目標に対する個々の達成状況 を確認し,不十分な点は修正する .