固体イオニクス論 / Introduction to Solid State Ionics

単位数: 2. 担当教員: 雨澤 浩史, 佐藤 一永. 開講年度: 2024. 開講言語: 英語(English).

授業の目的・概要及び達成方法等

Google Classroomのクラスコードは工学研究科Webページ
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-g.html
（大学院シラバス・時間割・履修登録）にて確認すること。

本講義では、固体内のイオン輸送現象を論じる。セラミックス、イオン結晶、ガラスを構成するイオンは、多かれ少なかれ、その中を移動し得る。中でもイオンによる電気伝導が顕著な材料は固体イオニクス材料と称され、燃料電池、電池、センサーの電解質、電極として使用されている。本講義では、固体におけるイオン・電子輸送の原理とその制御、取り扱いに関する基礎的事項を説明すると共に、その工学的応用について紹介する。
なお本講義は、Google Classroomを利用する場合がある。その場合のクラスコードは「qrdelxw」である。

授業の目的・概要及び達成方法等(Ｅ）

The class code for Google Classroom can be found on the Web site of the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/english/academics/master.html (under "Timetable & Course Description")

In this lecture, ionic transport phenomena in solids will be discussed. Ions in ceramics, ionic crystals, and inorganic glasses can move in varying degrees. Particularly solids showing excellent ionic conduction are called as solid state ionic conductors, and utilized as an electrolyte or electrode of fuel cells, batteries, and electrochemical sensors. In this lecture, basics of solid state ionics, such as mechanisms of ionic conduction in solid, will be first explained, and then advanced applications of solid state ionic conductors will be introduced.
This lecture may be held with Google Classroom (class code: qrdelxw).

授業計画

1. 固体イオニクス序論１
2. 固体イオニクス序論２
3. 固体イオニクス材料の熱力学１
4. 固体イオニクス材料の熱力学２
5. 固体イオニクス材料の構造１
6. 固体イオニクス材料の構造２
7. 固体イオニクス材料の欠陥平衡１
8. 固体イオニクス材料の欠陥平衡２
9. 固体内イオン輸送の理論１
10. 固体内イオン輸送の理論２
11,12 中間まとめ
13. 固体イオニクス材料の機械的特性１
14. 固体イオニクス材料の機械的特性２
15,16. 期末まとめ

授業計画(Ｅ）

1. Introduction of solid state ionics I
2. Introduction of solid state ionics II
3. Thermodynamics of solid state ionic materials I
4. Thermodynamics of solid state ionic materials II
5. Structure of solid state ionic materials I
6. Structure of solid state ionic materials II
7. Defect chemistry of solid state ionic materials I
8. Defect chemistry of solid state ionic materials II
9. Theory of ion transport in solid I
10. Theory of ion transport in solid II
11, 12. Midterm review
13. Mechanical properties of solid state ionic materials I
14. Mechanical properties of solid state ionic materials II
15,16. Term-end review

授業時間外学習

授業時に課される宿題を提出するだけでなく，配布されるプリントにより授業内容を復習し，理解できていない点があれば質問を用意し，次回授業時に質問すること．

授業時間外学習（Ｅ）

Students are required not only to submit class assignments but also to review each class using handouts. If there remain any parts they cannot understand, they should ask questions in the next class.

成績評価方法及び基準

出席、小レポートおよび試験の結果をもとに総合的に評価

成績評価方法及び基準(Ｅ）

Evaluation will be performed by attendance, reports and exams.

教科書および参考書

オフィスアワー

オフィスアワーは各回の講師により別個指示される．

オフィスアワー（Ｅ）

Office hours will be indicated by each teaching staff.

実務・実践的授業/Practicalbusiness※○は、実務・実践的授業であることを示す。/Note:"○"Indicatesthe practicalbusiness

主として実践的教育から構成される実務・実践的授業／Practical business