単位数: 2. 担当教員: 武藤 泉, 朱 鴻民, 竹田 修. 開講年度: 2024. 開講言語: 日本語および英語/Japanese＆English.
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。
この科目ではGoogle Classroomを使用して、講義資料と講義情報を発信します。
クラスコード：6o3f2k5
1.目的
電極／電解質系においては、電極界面を通しての電子移動過程を伴う化学反応が生ずる。このような反応は電極反応と呼ばれ、エネルギー変換、情報変換および物質変換において重要な役割を果たしている。ここでは電極反応の基礎概念と応用技術について学ぶことを目的とする。主な内容は、金属および半導体電極などに関する電気化学の平衡論と速度論、電気化学反応を利用した物質合成の基礎と応用である。
2.概要
電子移動に着目した金属電極の電気化学、電化学計測法、半導体電気化学、および工業電解の基礎と応用について講義する。
3.達成目標等
水溶液と金属電極の平衡論と速度論を電子移動に着目して理解し、その特徴を説明することができる。電化学計測技術の原理、特徴を説明することができる。半導体電極、光電気化学反応の原理を理解できる。工業電解（ソーダ電解、亜鉛電解、アルミニウム電解）の特徴を理解し、工業電解が成立するための要件を説明できる。
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")
This course uses Google Classroom to provide lecture materials and lecture information.
Google Classroom: 6o3f2k5
The purpose of this course is to understand the theory and practical application of electrochemistry in materials science. This course is arranged into three parts. The first part deals with fundamentals of electrochemical equilibrium and reaction kinetics on metal electrodes in terms of electron transfer. In the second part, method of electrochemical measurements is described. Third part covers characteristics of industrial electrolysis (chlor-alkali process, electrowinning of zinc, electrowinning of aluminum) and key points for establishing industrial electrolysis.
履修要望科目：履修に際しては、物理化学、熱力学および電気化学の基礎知識を持っていることが不可欠ある。
The student acquires fundamental knowledge on basics of physical chemistry, thermodynamics, and electrochemistry.
第1回 金属電極反応の平衡論1：金属電極上での電子移行反応
第2回 同2：金属電極と水溶液中酸化還元種の電子構造
第3回 同3：水溶液中酸化還元種の電子構造
第4回 同4：電気化学計測法(ケルビンプローブ等)
第5回 金属電極反応の速度論1：電気化学現象の反応速度式
第6回 同2：電極界面現象
第7回 同3：電気化学計測法（電気化学インピーダンス法等）
第8回 電気化学計測法1：電気化学セル構成
第9回 電気化学計測法2: ポテンシオリー、サイクリックボルタンメトリー
第10回 半導体電気化学1: 半導体電極特徴
第11回 半導体電気化学2: 光電気化学反応
第12回 工業電解 例1：ソーダ電解
第13回 工業電解 例2：亜鉛電解
第14回 工業電解 例3：アルミニウム電解（ホール・エルー法）
第15回 まとめ
1st. Electron transfer reactions on metal electrodes
2nd. Electron energy levels of metal electrodes and redox species in water
3rd. Electron energy levels of redox species in water
4th. Electrochemical methods (Kelvin Probe)
5th. Rate equation for electrochemical reactions
6th. Electrochemical reactions at metal electrolyte interface
7th. Electrochemical methods: Electrochemical impedance spectroscopy
8th. Design of Electrochemical Cell
9th. Potentiometry, Cyclic voltammetry
10th. Semiconductor electrode
11th. Optical electrochemical reaction
12th. Industrial electrolysis, Ex. 1: Chlor-alkali process
13th. Industrial electrolysis, Ex. 2: Electrowinning of zinc
14th. Industrial electrolysis, Ex. 3: Electrowinning of aluminum (Hall-Héroult process)
15th. Summary
授業時間は限られているので、自主学習が重要になる。復習を必ず行うようにすること。
The session time is limited and therefore self-directed learning is important. Students are required to review for each class.
期末試験の成績で評価する。
The grade of the course is determined on the final examination.
Depending on the situation in COVID-19, the evaluation by the final exam may be changed to the reports.
随時。事前にE-mail等で連絡すること
Make an appointment in advance via e-mail.
必要に応じて、資料（プリント等）を配布する。
References (handouts) are provided, when needed.