エネルギー化学

工業電解プロセスの過電圧を小さくするには?

代表的な工業電解プロセスのアルミニウムの電解精錬、食塩電解、銅の電解精錬、亜鉛の電界採取 からひとつえらび 単槽電圧から理論分解電圧を差し引いて 過電圧を計算しましょう。

過電圧が大きいと、エネルギー効率が低下する理由を確認し、過電圧を小さくする方法について議論してみましょう。


工業電解プロセスのエネルギー効率

  1 工業電解プロセス のエネルギー効率
プロセス アルミ
ニウム
溶融塩電解
食塩電解
( ソーダ工業 )

電解精錬
亜鉛 電解採取
🏞 原料 食塩(岩塩)
製品 亜鉛
理論電気量 /kAh/t 2980 670 844 820
理論分解電圧 /V 1.17 2.2 0.1×10-3 2.0
アノード 電流密度/A/m2
単槽 電圧/V 4.0
電気量原単位 /kAh/t 3350 910
電解電力 電力原単位 ) /kWh/t 13400 2200 284 3000
電流効率
電圧効率
エネルギー効率 1 )
山下正通、小沢昭弥, 現代の電気化学, 丸善 , 工業電解プロセス p.125 , (2012). genden

理論分解電圧とは、アノードとカソードの平衡電位の差であって、槽電圧(浴電圧)をこれ以下に切り下げることはできません 。

2 )

電解でのエネルギー効率

  2 電解でのエネルギー効率
項目 記号 定義 説明
エネルギー効率 εW 電流効率×電圧効率
電圧効率 εV 理論分解電圧Ed÷槽電圧Vt 理論分解電圧= 電池の起電力
電流効率 εF 理論電気量 Q0÷通電電気量Q 理論電気量は、 ファラデーの法則で求めます

👨‍🏫 ワークショップについて

ワークショップを楽しみましょう 3 ) 。 グループ人数は、5〜6名とします。 4名以下にならず、7名を超えないようにしてください。

初対面の場合は、自己紹介をしましょう。 雑談をして、アイスブレイクしましょう。

リーダー(司会進行)を決めてください。 そのほかのメンバーの 役割(記録係、資料作成係、プレゼンター( 登壇者))を決めてください。

グループ名を決めてください。グループ名は任意です。メンバーの所属する組織の名前になります。 発表は、単著ではなく、共著となります。リーダーは、筆頭著者(ファーストオーサー)となります。

記録係は、試験答案用紙表面の最上部に、日付、授業科目名、グループ名を記入してください。 メンバーは、記録係に従い、役割、学籍番号、氏名を直筆署名してください。 その際、 筆頭著者を先頭に書き、登壇者の氏名の前には〇をつけてください。

討論を開始したら、記録係は討論の内容(議事)を試験答案用紙裏面に記録してください。

表面
日付(西暦) 試 験 答 案 用 紙 科目名 グループ名 グラフィカルアブストラクト 学生証 学籍番号、氏名 役割 学生証 学籍番号、氏名 役割 学生証 学籍番号、氏名 役割 学生証 学籍番号、氏名 役割 学生証 学籍番号、氏名 役割 学生証 学籍番号、氏名 役割
裏面
・討論内容 ・グラフィカルアブストラクトの下書きなど
  1 答案用紙

討論がまとまったら、資料作成係は、試験答案用紙表面グラフィカルアブストラクト に表現してください。グラフィカルアブストラクトは文章ではなく図版で表現した内容の概要図です。 グラフィカルアブストラクトは、板書しやすいように作図してください。 図は独立した著作物とみなされます。 図を描いた人は、図の下部に著作権のクレジット表示(©2026,氏名)を直筆署名してください。

学生証を配置し、役割、学籍番号、氏名を直筆署名して 答案用紙全体をを撮影してください。 撮影の際は、図の著作者の許諾をとってください。 撮影した画像は平常の学習成果物として、期末の 成績評価申請書平常点の申請に使います。 画像がない場合、平常点の申請はできません。 演題、グループ名、共著者名がわかるように撮影し、各回ごとの復習として画像をWebClassにアップロードしておくと便利です。

登壇者は、プレゼンテーションのイメージをしましょう 4 ) メラビアンの法則を意識して、 非言語表現も工夫しましょう 5 )

グループ名が指名された後で、じゃんけんなどで登壇者を決めるのは、授業進行の妨げとなりますので、 必ず、討論前に 登壇者を決めてください。

記名だけして、討論に参加しない場合、不正行為として扱うことがありますので、必ず討論に参加してください。 自分から参加できなそうな人には、積極的に声がけをお願いします。

無作為抽出で指名します。 指名された方が所属するグループで決めた登壇者に、 プレゼンテーションしてもらいます 6 )

プレゼンテーションは、必ずグラフィカルアブストラクトを板書しながら、行ってください。 無言でお尻を聴衆に向けたまま、板書だけする時間をとることは避けてください。

質疑応答の際も、無作為抽出で指名しますので、指名された方が所属するグループのプレゼンターが質問、コメント、アドバイスをしてください。 ディベートとしての反対意見は、大歓迎です。

*

✍ 平常演習

平常演習の配点と取り扱いについて

平常演習の配点は、授業1回ごとに、一律加点です。 平常演習には、ワークショップ、意見交換、発表、質疑応答など授業時間内の学習活動を含みます。 そのほかに授業時間外の0.5時間の学習活動を含みます。 平常点は、学期末に WebClass成績評価申請書 に申告していただき集計します。

授業時間外の活動の一助としてWebClassへの提出を推奨します。〆切は講義後1週間です。 ただし平常点の加点は、授業時間内の学習活動も含みます。 WebClass への提出のみでの、平常点の申告はご遠慮ください。

WebClass への平常演習提出は、推奨しますが、必須ではありません。 提出されていなくとも、 成績評価申請書 に、各回の授業時間以外の0.5時間の取り組みが申告されれば十分です。未提出だからと心配することはありません。

成績評価申請書 では、それぞれの授業で何を学び身につけたかを申告してもらいます。 WebClass に提出したかどうかより、身につけることを優先してください。 授業で取り上げたトピックや、グループワークの意見交換の内容は、期末までノート 7 ) などに記録しておくことを推奨します。 逆に授業に参加していないのに、WebClassの出席や提出だけの場合は不正行為として扱うことがあります。 平常の取り組みだけで、「到達目標を最低限達成している。成績区分:C」となります。 評点が60点に満たない場合は、不合格となります。 欠席した場合、課外報告書へ取り組むことで挽回してください。 出席が60%に満たない場合、課外報告書を提出しても、単位認定できません。


参考文献


QRコード
https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/Public/52255/_08/q_253.asp
名称: 教育用公開ウェブサービス
URL: 🔗 https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/
管理運用 山形大学 学術情報基盤センター

🏫 学問の自由 は、心の自由。 大学では、精神は自由であらねばならない。(松木健三)
📆 20251028 明日からやろう!インピーダンス測定・解析
名称:C1ラボラトリー
URL:🔗 https://c1.yz.yamagata-u.ac.jp/
管理運用
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C1ラボラトリー ( 伊藤智博立花和宏 ) @ 米沢

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