✍■総まとめ（エネルギー化学2021R03）

A.1kwhで作れるもの演習では答えを出すには至らなかったがその後の学習でどのようなものが作れるかを理解できた。

A.燃費の換算燃費が電費に換算出来ることを初めて知り、日頃耳にする燃費が電費換算でどれ程のものかを知ることが出来た。

A.送電線の抵抗送電線に抵抗があることでエネルギーロスが生じていたのは理解していたが、自分の想定以上にエネルギーの損失があることが分かった。

A.回路図自分は今まで回路図には苦手意識があったが記号を知ることで理解を深め、苦手意識を克服することが出来た。

A.作用極と参照極使用する電極によって異なる特徴があることに気づき、組み合わせによって何に依存するのかが変化することが興味深かった。

A.銅めっきめっきは今まで塗装と同様に表面に金属をコーティングすることであると思っていたが、様々な種類のめっき法があることを知り、身の回りでどのような応用をされているのかを調査するきっかけになった。

A.電位プロファイル演習では解答を出せずにいたがネルンストの式で求められることを知り、身の回りのものにも適用出来るのか調べるきっかけになった。

A.水電解演習では答えを出すには至らなかったが、その後、現在の水分解技術について調べるきっかけになった。

A.バルクメトリー身の回りには電気化学測定法の応用例は無いと思っていたが、体脂肪計にバルクメトリーという方法が応用されていることを知り、他の応用例を調べるきっかけになった。

A.情報交換普段からライブ配信等を視聴しており、音声を変換することだけで膨大な工程が掛かっていることに気づき、その後身の回りに他にセンサーを通して情報交換が為されているのかを調査した。

A.不動態化アルミニウムが酸化する際に不動態を作りそれ以上の酸化を防ぐことは理解していたが、鉄も不動態を作ることを知り、その他の金属も不動態を作るのかを調べるきっかけになった。

A.防食方法腐食を防ぐ方法は自分は塗装程度しか知らなかったがその他にも用途に合わせた様々な防食方法があるのを知り、材料に合わせた防食方法を調べるきっかけになった。

A.リチウム電池リチウム電池は充電を行うことが出来る二次電池しか知らなかったが二次電池にするには工夫があることを知った。また、電池効率の向上は困難であることを調査するきっかけになった。

A.光触媒光触媒自体は授業以前から知っていたが、授業が身の回りでの光触媒の応用について調べるきっかけになった。

A.ディスプレイ普段使用しているスマートフォンのディスプレイにも様々な種類が存在しており、造りによって見え方が異なることを知り、製造方法も多岐にわたることを初めて知った。

A.はい。

A.はい。今回の授業を通して、より持続可能な社会について思案する時間が増えました。高等教育を受けたものとして、それを社会に還元していくためにはどうしたら良いかをこれからも思案し行動していきたいと思います。

A.人工光合成。光から製品を作る前例がないことに気がついた。授業の少し前の日に、トヨタが人工光合成に関するプレスリリースが出ていたため、それがどれだけ凄いことなのかよくわかった。授業の価値を高めるために、人工光合成についてよく調べた。

A.リチウムイオン二次電池の開発。吉野彰さんが開発したリチウムイオン二次電池が何故実用化に遅れたのかを議論した。授業の価値を高めるために、普段使う電池がどのようにして生まれたのか調べることにした。

A.エッチング加工。半導体の回路を印刷するにはどうしたら良いか議論した。授業の価値を高めるために、自宅でエッチング加工を行うにはどうしたら良いか検討した。

A.アルマイト加工。アノード酸化によって、表面に不動態を形成するアルミは、酸化被膜に着色することが可能で、きれいな発色を示す。授業の価値を高めるために、身近にあるものからアルマイト加工をされているものを探した。

A.センサーの原理。センサーの原理について学習した。

A.過電圧。ターヘルの式を用いて、反応速度と過電圧の関係を学習した。

A.標準電極電位。演習では二次電池の電極組み合わせと標準電極電位の図を書いた。

A.メッキ。メッキ加工で、極微小な量までコントロールするのは難しいと感じた。また、ツヤ出しは全く盲点でそのためにエタノールを添加することには驚いた。授業の価値を高めるために、自宅でゼムクリップの電界メッキを行い、エタノールの有無でツヤがどう変わったかについて比較検討した。

A.電池式。電池を組む上で、析出する物質を検討した。演習では、ボルタ電池の電池式を書いた。授業の価値を高めるために、塩橋について調べた。

A.送電ロス。送電線には銅、アルミニウムが使われており、電力ロスは太さに反比例することから、もっと太くすれば良いのにと考えたが、実際には重さを加味せねばならないことに気がついた。授業の価値を高めるために、家の中で使っている延長コードを見直した。

A.温暖化。授業中に大雨が降り、その水を雲にするエネルギーもやはり大きいものだと学んだ。授業の価値を高めるために、豊かな日々を維持しつつ、排出するエネルギーを減らすためにはどうしたら良いか議論した。

A.エネルギーはあるだけでは使えない。エネルギーの状態について議論した。単位だけを見ると、両方とも同じエネルギーでも、それを取り出せるかどうかはまた違ってくることに気がついた。授業の価値を高めるために、単位だけを見ず、実際にはどのような指標なのかイメージする癖をつけるようにした。

A.[身近な工業製品製造にかかるエネルギー] 1kWhのエネルギー量で身近な製品がどのくらい作れるかを考えた時に、作り出す物質によって必要となる電力は異なる。現代の電気化学p125 表5.4では、アルミニウム電解製錬に必要な電力は13400kWh/tで、銅の電解製錬、食塩電解イオン交換膜法、亜鉛電解採取に必要な電力はそれぞれ284kWh/t、2200kWh/t、3000kWh/tとなっている。このことから、銅は精製するときに必要な電力が比較的小さいと思ったため、銅を使った製品として10円玉は1kWhでどのくらい作り出せるのかを求めたところ、約780個程度だった。10円という我々の生活で数多く見るものを作るために、どのくらいのエネルギーが使われているかを知る機会になった。

A.[自動車の燃費と電費] 現在、自動車の種類は多岐に渡り、最近ではHEVやEV、FCV等の電気によって動かすものも多くみられるようになっってきた。私は、ガソリン車の燃費を電費に換算するとどのくらいの値になるかが気になったので、スズキ株式会社のジムニーXCの燃費を電費に換算した。ジムニーXCの電費は4.33km/kWhであり、HEV等の自動車に比べると電費は良くないことが分かった。

A.[等電位線と電気力線] 現代の電気化学p120の図5.1(b)の複極式の等電位線は、アノードとカソードをそれぞれ楕円状に囲むようになっており、対向するアノードとカソードの間に並行する形である。電気力線は等電位に直行しており、電場ベクトルはアノードからカソードに垂直に向かっている。複極式では、電流密度が最も大きくなるのは対向するアノードとカソードの間である。

A.[電気回路図を書く] 電気回路図の書き方はJISで電気用図記号として定められており、それを用いて電気回路図を書く。私は、化学実験Ⅰのテキストから、電池の起電力の単元に出てくる電位差計を書いた。この回路は、電源のプラスから標準電池、検流計、抵抗尺を経由して、電源のマイナスへ流れる回路からなる。

A.[電気伝導時のエネルギー損失] 物質によって、電気の流れやすさは異なる。私は、比較的電気伝導性の高い銅を、演習課題に用いた。銅線PHを用いた場合、米沢変電所から米沢キャンパスまでの5kmの間に損失するエネルギーは約40mWhとなる。

A.[電気分解　めっき方法] めっきは金属、非金属の固体表面に金属の薄膜を密着させることを言い、金属の電気分解によって、膜を形成する。銅製の仏像は、ニッケル下地めっきの上に装飾を目的とした金めっきが施されている。ニッケル下地めっきの建浴は黒色ニッケル浴に準じた浴であり、金めっきは、Ostrow浴に準じた浴である。仏像のめっき方式は引っ掛け方式で作られるものがほとんどである。

A.[様々な電池] 電池には、大きく分けて１次電池、２次電池、燃料電池があるが、その中のレドックスフロー電池は、電池放電時にクロムがアノードになるので、電池式は次のようになる。　(-)Cr|Cr??||Fe??|Fe(+) クロムとクロムイオンの標準酸化還元電位は、-0.424Vである。純物質の活量は1であり、クロムイオンの活量を1とすれば、ネルンストの式の温度依存項は0となり、電位はそのまま-0.424Vである。同様に、鉄と鉄イオンの電位は+0.771Vである。

A.[エネルギー変換効率の導出] 現代の電気化学p127表5.5の水電解槽からBBCのエネルギー変換効率を求める。理論分解電圧が1.19V、槽電圧が2.04Vから過電圧は0.85Vとなる。これにより、電圧効率は58.3%となる。電解電力4.9kWh/N㎡・H?であるので、単位換算すると395.2kJ/molとなる。これと生成エンタルピー287.6kJ/molより、エネルギー変換効率は72.7%であることがわかる。

A.[バイオセンサー] 生体系内外での生体物質の計測や、生体や生体物質を利用した計測、さらに人工の生体機能物質を用いた計測等、生体が何らかの形で関与する計測デバイスやシステムを一般にバイオセンシングデバイスおよびシステムと呼んでいる。センサーは、物質の識別部とその物質の情報を最終的には電気信号に変換するトランスデューサーからなる素子である。

A.[電流電位曲線] 電気化学でいくつか存在するグラフの中で、ボルタモグラムは電位を横軸に、電流を縦軸にとってプロットしたグラフである。測定方法として、静止溶液中に電極を配し、電位を繰り返し掃引した際に流れる電流を測定して得られるボルタモグラムを解析し、酸化還元特性等を調べるサイクリックボルタンメトリーや、作用極上に対象成分を電解濃縮した後、電位を掃引して析出物が再溶解する際の電流を測定し、ボルタモグラムから定性・定量分析を行うストリッピングボルタンメトリーがある。

A.[表面処理とアノード酸化の工業利用] 表面処理を行う要因は、機能の向上や装飾等が主である。下地用アルマイトは、ラッキング、脱脂、エッチング、スマット除去、アノード酸化を経て製造される。アルマイトやステンレスは、酸化物が表面を覆う不働態になる性質を利用して、耐食性や耐摩耗性を向上させたものである。

A.[実用電池　最大エネルギー密度] パナソニックのアルカリ乾電池であるLR03XJ/2S重量エネルギー密度の上限は222mWh/gであり、体積エネルギー密度の上限は1183mWh/?である。この電池の設計は体積エネルギー密度を重要視する設計の方が多くのエネルギーを詰め込むことが出来る。

A.[イオンの流動速度] カリウムイオンの流動を考えた時に、カリウムイオンの移動度は、6.6×10?/Vsであり、水溶液中のカリウムイオンの極限当量イオン導電率は63.9s/cm(eq/?)である。1mol/Lの導電率は、0.0639s/cm=A/?/(V/cm)である。よって、1mA/?の時の電場は、0.0156V/cmとなり、カリウムイオンの流動速度は、1033cm/sとなる。

A.はい私は、本授業で学んだ自動車に関して、ガソリン車と電気自動車が利用しているエネルギーは、主となる発電方法を変えなければそこまで差がないということを知ったため、火力発電に変わる可能性のある原子力発電に関することに取り組んでいる企業、研究所に興味を抱いた。

A.テーマ：電位差計について調べてみよう電位差計は、電流の向きと起電力の向きが逆向きの時に、電圧と起電力が等しい場合は、電流の流れが停止する現象を利用した装置である。

A.テーマ：節電しよう待機電力を減らすために1ヵ月間使わない家電等のコンセントを抜いておくということを行った。掛かった時間ネットで調べた時間(1時間)＋実際に行った時間(1日10分程度気をつけたとして5時間)＝6時間得られた効果一月前と比べて家電を使う回数等が変化していなかったが、消費電力がおよそ4kWh減少していて、電気代は300円程度抑えられていた。

A.テーマ：低炭素建築物(またはLCCM住宅)かどうかチェックしよう低炭素建築物の認定の対象がどのように定められているかを一般社団性能評価・表示協会のサイトで調べ、自身が住んでいる住宅が基準を満たしているかを確認した。友人に、SNSのLINEで認定基準を満たすのがどのような住宅かを教えてあげて、一人暮らしする際の住宅選びの参考にしてもらいたい。

A.テーマ: 低炭素建築物低炭素建築物とは二酸化炭素の排出の抑制に資する建築物のことであり、その認定の基準としては省エネ法の省エネ基準に比べ、一次エネルギー消費量 (家電等のエネルギー消費量を除く) がΔ10%以上であるという定量的評価項目と、省エネルギー性に関する基準では考慮されない木材の利用などの低炭素化に資する措置を講じている選択的項目の2つの項目を満たす必要がある。二酸化炭素の排出を抑制するための制度であるため様々な人に広く知ってもらう必要があると考えられるためその手段としてはSNSが適切だと思う。

A.テーマ: 電位差計電位差計とは零位法 (標準値と測定値を平衡させるやり方) で直流電圧を測定する機器。原理としては細かい目盛りのついた抵抗線に電流を流し、つぎに標準電池の起電力と等しい目盛りの位置に検流計を直列でつなぎ、検流計の振れがなくなるよう電位差計の電流抵抗を調整し、標準電池から測定したい電池に繋ぎ変え、検流計の振れがなくなる位置に抵抗線のつなぎ位置を移動させ、その位置の値が測定したい電池の電圧となる。

A.テーマ: 節電節電の方法にはいろいろあると思うが、私が実践したエアコンの温度設定を変えるというのは時々、涼しさに欠ける時があったので、冷蔵庫の中に物を入れすぎないなどの自分自身に直接影響のない方法で行えばよかったと思った。

A.はい私たちが日常生活で多量に使っている電気から始まり、電気を含むエネルギーについて学び、私たちがいかにエネルギーを使って作られたものに囲まれて生活をしているのかを再確認し、今後の生活でエネルギーを大切にしていこうと思った。

A.～電気泳動～電気泳動とは電荷をもった分子に液体中で電流を流すと電気力によって加速され、その分子が持つ電荷と逆の電極の方へと移動する現象のこと。

A.～情報伝達とエネルギー～現代社会において情報伝達技術は必要不可欠なものであり、その発展は目覚ましいものである。しかし、情報伝達速度の高速化や伝達量の増加に伴いエネルギーの消費が増え、環境への負荷も増えてしまっている。

A.～重量エネルギー密度と体積エネルギー密度～重量エネルギー密度とは蓄電池や燃料電池などの性能を示す指標の一つであり、単位重量当たりの電池の容量を表し、その単位はWh/kgである。体積エネルギー密度は重量エネルギー密度と同様に電池の性能を示す指標の一つで、単位体積当たりの電池の容量を表し、その単位はWh/m^3またはWh/Lである。

A.～不動態とアルマイト～不動態とは金属表面に腐食を防ぐ酸化被膜が生じている状態のこと。一例として、アルミニウムを陽極とし、希硫酸などを用い電気分解を行うことでアルミニウム表面に酸化アルミニウムの被膜を形成したアルマイトがある。

A.～プールべダイアグラム～プールべダイアグラムとは水中における化学種の存在領域をpHと電極電位の2次元座標上に示したものであり、防食を行うときなどに用いられる。

A.～電気化学測定法～電気化学測定法には電位差測定法やボルタンメトリー、交流インピーダンス法などがある。ボルタンメトリーとは系にかける電位を変化させ、それに伴う電流の変化を計測し解析することで分析する手法であり、クロノアンペロメトリーやサイクリックボルタンメトリーなどがある。

A.～pHメーター～ pHメーターにはガラス電極と参照電極が用いられており、測定したい溶液とガラス電極内のpH一定の溶液にpH差がある時に生じる電位差を測定することで溶液のpHを測定することが出来る。

A.～水の分解～水を分解する方法として熱分解と電気分解がある。前者の熱分解の場合2000℃以上の温度が必要であり、現実的な方法とは言いにくい。電気分解の電極材料としてアノードにはニッケルめっきを施したスチールを、カソードにはそのままの軟鋼またはニッケルめっきをしたものなどを用いて行うことがある。

A.～電気分解とめっき～被めっき金属をカソードに、めっき金属をアノードとして、それらを電解液に浸け、電気を流すことでアノード側では電極が分解され電解液中に溶け、カソード側では溶けだしたイオンが電子を受け取りカソード表面にめっきが生成する。

A.～ネルンストの式～ネルンストの式とは標準電極の電位やアノード側やカソード側の活量を、移動電子数などを用いることで電極電位を求めることができる式である。

A.～電気用図記号と配線用図記号～電気用図記号とは電気回路を表す回路図を描く際に使う記号であり、コンデンサ、スイッチ、電池、ダイオードなど様々なものがある。配線用図記号とは配線を表す記号であり、配線が露出しているのか否か、どのような材料の配線なのかを表すものがある。

A.～アノードとカソード～アノードとは酸化反応が起こる方の電極を指し、カソードは還元反応が起こる方の電極を指す。充電が可能な二次電池では放電時にアノードとして働いてた電極は充電時ではカソードとして働く。

A.～金属の電気伝導～金属原子は自由電子を有しているため、電気を流すことができ、電気の流しやすさは金属の種類によって異なるため適切な素材を選択することで電力のロスを減らすことが出来る。

A.～エネルギー～エネルギーとは仕事をすることのできる能力を指し、熱エネルギーや電気エネルギーなどがあり、エネルギーの単位としてはJやkW・hなど様々である。

A.～燃費と電費～現在、少しずつではあるものの電気自動車が普及しつつあり、それに伴い燃費とは別に電費という言葉がある。電費とは電力エネルギー源の単位容量あたりどれくらいの距離走れるか、あるいは一定の距離をどれだけの電力で走れるのかを示す。つまり、今後は燃費だけではなく電費を確認し性能を比較していく機会が増えてくる。

A.　エネルギーの種類について。授業ではエネルギーがどのような単位であるかとその求め方を学習した。

A.　エネルギーの使われ方について。燃料を燃やし、輸送する力学的エネルギーが必要になることが分かった。

A.　電池について。電池式の書き方とアノード、カソードとの間に起きる酸化還元反応について学んだ。

A.　電流と電圧について。電流と電圧の測り方について学んだ。課題では実際に回路図を書いて電気化学の基礎を学んだ。

A.　材料の化学結合について。非金属元素は共有結合であるが金属結合のような性質を示すことを学習した。電気伝導の電子を運ぶものについても学んだ。

A.　電気分解について。電気分解を使うと銅の精錬などいろいろなことに利用できることを学んだ。電気分解によって析出する物質量が通電した電気量に比例するというファラデーの法則を学んだ。

A.　電池の起電力について。電極のイオン化傾向から生じる起電力について理解した。ネルンストの式についても学び、起電力の計算をした。

A.　センサーについて。　授業ではスピーカーを例にセンサーと情報交換の仕組みを学習した。元々音声は空気の圧力変化であり、それを数字にアナログデジタル変換することを学んだ。

A.　電気化学測定法について。分極曲線を学ぶと共に、サイクリックボルタンメトリーなどの電気化学測定法について学習した。

A.　分解電圧について。平衡電位を超えてから分解が始まる電圧である分解電圧について学んだ。電流密度と過電圧の間の関係式、ターフェルの式について理解した。

A.　不動態の利用について。　金属を酸化すると酸化物ができる。これが表面を覆うと金属は反応しにくくなる。アルマイトは不動態の性質を利用した工業製品である。表面処理技術は様々な製品に応用されている。

A.　電池とエネルギーについて。　化学エネルギーを電気エネルギーに変換するデバイスである電池について学んだ。電気エネルギーや起電力、ファラデーの法則といったこれまで習ってきてことが使われていて学習に対して意欲がわいた。

A.エッチングについて。　金属は放っておくと酸化物などの元の姿になる。これを腐食と言うことを学習した。自然現象を利用して工業に発展しているのがすごいと感じた。

A.　エネルギーと情報について。　音や色といった情報がデジタル化され飛び交っている。エネルギー化学は現代の豊かで文化的な社会を支えていると感じた。

A.　光から生物へのエネルギーの物質移動について。　エネルギーの移動について学習した。熱は、放射、拡散、電熱で移動している。植物は光合成で光エネルギーを活用している。人間も太陽のエネルギーをもっと湯買っていくべきであると考える。

A.はい　エネルギー化学と聞いて最初はよく分からないと感じていたが、授業を受けて、電気などの様々なエネルギーは自分の生活に密接に関係していることが分かった。ここで得た知識を今後の生活や学習に取り入れていきたい。

A.「テーマ:節電しよう」　家族などに節電の方法を直接話したり、SNSを使って伝えたい。

A.「テーマ：【予習報告書】準備した教材について報告してください」　教科書を読んだ時間(3時間)＋報告書を書いた時間(1時間)＋費用4000円(4時間)＝8時間

A.テーマ：節電をしよう節電のテーマに関しては、実際に効果を実感できたので、家族に伝えたいと思う。実家はコンクリートでできたビジネスホテルを経営しているので夏場の暑さ対策はかなり電力を消費する。今度は断熱フィルムなどを買ってどのくらい電力消費に効果あるのかを調べたい。

A.テーマ：電位差計の原理をしらべよう電位差計については高校の時の物理で勉強した法則や定理が大学の実験で実際に使うことができて楽しかった。それにプラスして使ったものの原理や有用性を調べ学習で知ることができたので達成感がありました。知識と現実がリンクする楽しさがわかったので、これからは、工場見学など、知識にあるものを実際に目にする活動をしたいと考えました。

A.はいこの授業では、机上の勉強が実際どのように役立っているかを知ることができたので、工学の勉強に対するモチベーションがとても上がりました。

A.電気泳動速度を求めよう。カリウムイオンを選んだ、現代の電気化学p14表2.4よりカリウムイオンの移動度は6.6×10^4㎝^2/Vsである。現代の電気化学p13表2.3よりカリウムイオンの極限当量イオン導電率は63.9S/cm/(eq/cm^3)である。1mol/Lの導電率は、0.0639S/cm=A/cm^2/(V/cm)である。よって1mA/cm^2の時の電場は、0.016V/cmカリウムイオンの泳動速度は1033cm/sとなる。他の人の公開レポートを確認したところカリウムに比べてカルシウムイオンや銅イオンの方が大きく、水素イオンの方が小さいという結果でした。移動度は分子の相互作用ポテンシャルに依存するようなので妥当な順番だと考えた。

A.なぜ人は情報にエネルギーを使うのか。工業製品としてスマートフォンを選んだ。スマートフォンは、写真を撮る、共有する、動画を見る、支払いをする、検索するなど様々な役割を代替していますもともとほかの端末や道具に与えられていた機能がスマートフォン一台に代替されているため、その小型かと便利さはかなり大きいと思う、そしてこれらは効率化と言い換えることができ、人類は効率化のために情報にエネルギーを使うのだと思う。しかし５Gやら８Kやら過度なクオリティーを求めすぎてエネルギーの消費量が莫大な量になって情報インフラがパンクしてしまうことは避けるべきだと考えた。

A.テーマ：自宅がLCCM型住宅かどうかの調べ学習。まずネットでLCCM型住宅について調べ学習（1時間）柏陽寮の寮母さんとの会話（30分）、実際に寮の周りを観察（30分）、柏陽寮についてネットでの調べもの（1時間）、考察（30分）＝2時間半定量的な数値を探し当てることはできなかったが、LCCM住宅の特性についての知識は深まった。定量的な数値がわかったら、要件を満たすか改めてチェックしたい。

A.円筒型アルカリマンガン電池の単３型を選んだ調べ学習。一般社団法人電池工業会のサイトには、公称電圧1.5V、高さ50.5mm直径14.5mmとある質量は自分で計測したところ約23gであった。正極活性物質は、酸化マンガン（Ⅳ）、不極活性物質は亜鉛である。反応モル比は2:1である。酸化マンガン(Ⅳ)の式量は86.94であり、亜鉛の式量は65.39である。重量エネルギー密度の上限を求める。その反応重量比は0.72:0.27である。単1型の質量23gをすべて活物質と仮定して案分すれば、酸化マンガン（Ⅳ）の重量は16.56g、亜鉛の重量は6.21gとなる。これをモル量に換算すれば、酸化マンガン（Ⅳ）のモル量は190mmol、亜鉛のモル量は95mmolとなる。どちらからでも電子のモル量は、190mmolとなる。電子のモル量をファラデー定数をかけて電気量にすると、18332Cである。電圧1.5Vをかけてエネルギーにすると27498Jである。よって重量エネルギー密度の上限は1195.6J/gである。体積エネルギー密度の上限を求める。酸化マンガン（Ⅳ）の密度は5.026g/cm3 亜鉛の密度は7.133g/cm3である。よって酸化マンガン（Ⅳ）のモル体積は17.32cm3/mol、亜鉛のモル体積は9.195cm3/molとなることから、その反応体積比は0.78:0.21である。単3型の体積は8.33cm3である。この体積全てを活物質と仮定すれば電子のモル数3.089molとなる。ファラデー定数をかけて電気量にすると298060Cである。また、電圧1.5Vをかけてエネルギーにすると447090Jである。よって体積エネルギー密度の上限は53672J/cm3である。以上より、単3型の仕様は重量エネルギー密度より、体積エネルギー密度を重要視する設計の方がより多くのエネルギーを詰め込むことができる。重量エネルギーと体積エネルギー密度という指標を初めて使ったが面白い指標だと思った、電池の小型化軽量化に関係しているので使っていきたいと思った。

A.アノード酸化を応用した工業製品からひとつ選び、その製造工程について調べよう。アルミ電解コンデンサを選んだ。アルミ電解コンデンサはとても重要な電子部品のひとつであり、電子回路や電源回路、電源そのものなど、幅広い用途に使用されている。その工程はおおむね次の通りである。 1.エッチング 2.化成 3.スリット 4.巻込 5.含浸 6.組立 7.エージング 8.検査アノード酸化は化成の行程で行われる。作り方を調べていて、これはとても効率がいいと考えました。自分の中ではコンデンサを作るとなったら導体の間に誘電体をサンドイッチするというのが思いついていたのだが、酸化膜を誘電体にするという方法は脱帽でした。このような発想ができる開発者になりたいと感じた。

A.センサーについての調べ学習。バイオセンサーを選択した。酵素などの生物学的要素（バイオセンシング要素）と分析物との反応を電気信号に変換することにより、検査時の検体にあるヘモグロビンや特異抗原などの特定の分子の存在もしくは濃度を感知し、測定する機能を持つ。体液、尿、血液などち含まれる生体内の物質の計測や、発酵工業や食品工業のプロセス制御や品質管理、河川の水質モニターのような環境計測などに応用される。バイオセンサーはいままで聞いたこともなかったが非常に興味深い分野だった。生体由来の分子認識機構ということは人間以外の動物から利用したバイオセンサーというのも考えられそうで今後が楽しみである、その界隈のニュースを時々確認したいと思った。

A.めっきを施された工業製品として、フォークを選んだ調べ学習。フォークは耐食性をつける目的や銀イオンによる、抗菌目的のため、ニッケル下地めっきの上にさらに銀めっきを施している。ニッケル下地めっきの建浴は、ストライク浴に準じた浴と思われる。銀めっきの建浴は、鉄用のストライク浴に準じた浴と思われる。また、ハルセルは陽極に対して陰極が斜めに配置されており、極間距離の変化によって電流密度の高低を生み出し、一度にさまざまな電流密度の試験を行うことができる。実際にハルセルの図も書いたことで陰極を斜めに設置する意味をきちんと理解することができました

A.教科書、現代の電気化学P68の図3.3よりアルカリマンガン電池を選んだ。電池式は、 (-)Zn|Zn2+||Mn2O3|Mn(+) となる。亜鉛と亜鉛イオンの標準酸化還元電位は、現代の電気化学P39より-0.762V 亜鉛イオンの活量を1とすると、ネルンストの式より電位は-0.7627Vとなる。ここで活量という数値が想像しづらかったので少し調べたところ、活量とは実在溶液における実効モル濃度であり、ラウールの法則を用いて実験でその都度求める値のようです。

A.電気用図記号や配線用図記号を描いてみよう例としてあった、電位差計で未知の電池の電圧をはかるときの配線を書いた。実際に書くと等電位線などの把握が実物より容易だったため、モデル化の有用性に気づきました。その装置に対する知識もより深まったように感じました。

A.電気力線を書いてみよう。教科書p66のダニエル電池を選んだ。電気力線は電気力の様子を視覚的に表現した線である。電気線シミュレーターで電場ベクトルを見てみると、プラスである方(Cu)では電場ベクトルが周りに放射されていた。逆にマイナス(Zn)のほうでは電場ベクトルはそのマイナスの物体中心に引き寄せられていた。電流密度に関しては、電気力線、等電位線を見て、＋と－の物体の中心がとても線が多かったので、＋と－の中心が電流密度が多いと考えた。実際に電気力線も書いてみたが、簡単なものだからできたが複雑なものだと私では難しいだろうと感じた。しかし、ガウスの法則などにも使われるし、可視化することでわかりやすくなるので、必要なときはシミュレーターを使っていきたいと感じた。

A.自分の家までの電力ロスの計算米沢変電所では、275ｋVで送電されてきた電力を6，6ｋＶに変圧して市街地に配電する。そこで、米電所から柏陽寮まで電力ケーブルとして屋外の架空配電線として6600VのCV-Sの公称断面積が200?のものを選んだ。 6600VのCV-Sは銅線なので、銅の0℃での抵抗率は、1.55×10-8Ω?mであるから、公称断面積200?を使うと 1kmあたりの電気抵抗は、0.0775Ω/kmとなる。これは、カタログスペックに記載された20度の値0.0933Ω/kmと大きな違いはない。家電機器としてドライヤーを選ぶと、その消費電力はおよそ1200Wである。これはおよそ100Vで、12Aの電流に相当するから、 6600Vでは0.18Aとなる。米沢変電所から柏陽寮まで、おおよそ5kmであるから、0.187Ω/kmを使うと、発熱はおよそ60mW。 1kWhに対するエネルギー損失は、およそ60mWhと推定される。実際の例（ここではドライヤーを選択）で換算するとイメージしやすく感じた

A.自分の車の燃費を電費に変換しよう三菱パジェロミニの燃費は10.8㎞/Lです。１Lのガソリンの発熱量は35MJなので、約10ｋWh で変換効率を30％とするとそのうち３ｋWh が運動エネルギーに使われることになる。したがってパジェロミニの燃費は電費に換算すると3.6㎞/kWhということになる。自分の車は燃費が悪いことで知られているんですが伝費に換算しても悪いと感じました。

A.トピックとして、電気抵抗の話を選んだ。タイトルは「電気抵抗について」とした。このタイトルについて、授業時間内での気づきは「物質の電気の流れやすさ、流れにくさを表すのに導電率や抵抗率といった物性値が使われる。」、「導電率は抵抗率の逆数である。」、「導電率と抵抗率は、いずれも物性値であるので、物質の大きさには関係なく定まる。」などといった内容だ。学びのきっかけは、授業中に立花先生が、電気の流れについての話題を展開させていたことだ。演習では、「導体径1.60mmつまり断面積2.01mm2の600Vビニル絶縁電線(地中送電線)の1kmあたりの電気抵抗は、7.71Ω/kmとなる」ということを学んだ。授業の価値を高めるためには、積極的に発言することを心がけた。また、私のわからない質問を先生が投げかけた時は、その都度インターネットを使って調べるようにしたりした。これからエネルギー化学を学ぶ人には、「材料の電気伝導と化学結合の種類を学ぶ上では、抵抗率、導電率、キャリアなどといった用語を少しずつ理解していくことが大切です。」と伝えたい。

A.トピックとして、電池の充電の話を選んだ。タイトルは「電池の充電について」とした。このタイトルについて、授業時間内での気づきは、「電池の充電とは、電気と別の者から活物質という「モノ」を作る工程である」ということだ。学びのきっかけは、仁科先生が、「下り坂では、自動車における電池へのエネルギー回生がオーバーフローする。」と仰ったところから、「電池の充電とはどういうことか？」と立花先生が、疑問を投げかけたことだ。演習では、「ホンダ N-BOXの燃費25.2 km/Lは、電費に換算すると、8.64km/kWh（25.2km/L÷2.9kWh/L=8.6400... km/kWh）である」ということを学んだ。授業の価値を高めるためには、積極的に発言することを心がけた。また、私のわからない質問を先生が投げかけた時は、その都度インターネットを使って調べるようにしたりした。これからエネルギー化学を学ぶ人には、「エネルギーと生活について学びたければ、電池や電気自動車のことから学んでみたら理解を深めやすいですよ。」と伝えたい。

A.トピックとして、アノードとカソードの話を選んだ。タイトルは「アノードとカソードについて」とした。このタイトルについて、授業時間内での気づきは、「アノードとは、酸化反応が起こる極のことであり、カソードとは、還元反応が起こる極のことである。」、「アノード、カソードは反応の向き、電流の向きに注目した言い方である。」、「アノード、カソード、電解液をセットでセルあるいは槽という。」などといった内容だ。学びのきっかけは、授業中に立花先生が、電池と酸化還元反応の話題について話していたことだ。演習では、電極の接続様式の中から、複極式を選択し、若林誠氏の電気力線シミュレータを使って、その等電位線や電気力線はどのようになっているのか調べた。等電位線に関しては、それぞれのアノードとカソードを縦長の楕円で取り囲むように引かれており、対抗するアノードとカソードの間に並行していることが確認できた。電気力線は、等電位線にほぼ直行していることが確認できた。授業の価値を高めるためには、積極的に発言することを心がけた。また、私のわからない質問を先生が投げかけた時は、その都度インターネットを使って調べるようにしたりした。これからエネルギー化学を学ぶ人には、「電池式の書き方と電極の呼び方を学ぶ上では、アノードやカソード、酸化還元反応あたりから理解を深めていけば、楽しく学ぶことができると思います。」と伝えたい。

A.トピックとして、電位差計を選んだ。タイトルは「電位差計について」とした。このタイトルについて、授業時間内での気づきは「電位差計とは、電極電位を測定する装置のことである。」「電位差計は、既知の起電力、一様の抵抗線の全長、検流計の値が0になるときの抵抗線の長さから、未知の起電力を導くことができる。」などといった内容だ。学びのきっかけは、授業中に立花先生が、電流や電圧の測り方の例として、電位差計を挙げたことである。演習では、化学実験Ⅰのエネルギー化学分野のエネルギー化学テキストから、電池の起電力の単元に出てくる電位差計を選び、流れる電流と電力を計算した。「電源から流れる電流は、1.1Aで、電力は、6.5Wである」と、自分なりの答えを求めることができた。授業の価値を高めるためには、積極的に発言することを心がけた。また、私のわからない質問を先生が投げかけた時は、その都度インターネットを使って調べるようにしたりした。これからエネルギー化学を学ぶ人には、「電流と電圧の測り方について学ぶ上では、回路図に出てくる記号や、電位差計などから理解を深めていくと、楽しく学ぶことができると思います。」と伝えたい。

A.トピックとして、ファラデーの法則の話を選んだ。タイトルは「ファラデーの法則について」とした。このタイトルについて、授業時間内での気づきは「ファラデーの法則とは、物質量と電気量が比例するということを示す法則であるということ」、「ファラデーの法則を用いることで、電気量を測る工夫を施した装置のことをクーロメーター(電量計)というということ」などだ。学びのきっかけは、授業中に立花先生が、「雷は、太陽の光(光エネルギー)で、地表が暖められ(熱エネルギー)、それで気流が上昇し(力学的エネルギー)水滴と水滴が摩擦することで、発生する」という旨のことを仰ったところから、電気の話が展開されていったことだ。演習では「フォークには、ニッケル下地めっきの上に、銀めっきが施されており、ニッケル下地めっきは、ストライク浴に準じた浴、銀めっきは、シアン化銀めっき浴で、それぞれ建浴されている」ということを学んだ。授業の価値を高めるためには、積極的に発言することを心がけた。また、私のわからない質問を先生が投げかけた時は、その都度インターネットを使って調べるようにしたりした。これからエネルギー化学を学ぶ人には、「電気分解やファラデーの法則について学ぶ上では、高校化学をしっかり復習しておくと良いですよ。」と伝えたい。

A.トピックとして、電池の起電力の話を選んだ。タイトルは「電池の起電力について」とした。このタイトルについて、授業時間内の気づきは、「正極の酸化剤と負極の還元剤で生じる開回路電圧を電池の起電力という。」、「起電力の大きな電池を作るには、酸化力の大きい材料と、還元力の大きい材料を組み合わせれば良い。」などといった内容だ。学びのきっかけは、授業中に立花先生が、乾電池の公称電圧や新品の電池の電圧について紹介した後、開回路電圧の話に話題を展開させていったことである。演習では、「アルカリマンガン電池は、電池放電時に亜鉛がアノードになるので、電池式は亜鉛が左で、(-)Zn|Zn2+||Mn2+|MnO2(+)　のようになる」ということを学んだ。授業の価値を高めるためには、積極的に発言することを心がけた。また、私のわからない質問を先生が投げかけた時は、その都度インターネットを使って調べるようにしたりした。これからエネルギー化学を学ぶ人には、「電池の起電力とネルンストの式について学ぶ上では、酸化力の大きい材料や還元力の大きい材料について知るところから始めると理解を深めやすいと思います。」と伝えたい。

A.トピックとして、ターフェルの式の話を選んだ。タイトルは「過電圧とターフェルの式」とした。このタイトルについて、授業時間内での気づきは、「過電圧とは、電気分解の反応において、反応を進める、つまり電流を流すために、平衡電位からずらした電圧との差の電圧であるということ」、「過電圧は、過電圧＝抵抗過電圧+活性化過電圧(アノード)+濃度過電圧(アノード)+活性化過電圧(カソード)+濃度過電圧(カソード)で求められるということ」、「活性化過電圧は活性化エネルギーに対応する電圧であり、反応する物質や反応の向きで変わるということ」、「活性化過電圧と電流密度の関係を実験的に示したのがターフェルの式であるということ」などだ。学びのきっかけは、授業中に立花先生が、燃料電池の充電について話したことである。演習では、「BBCの電解槽の理論分解電圧、過電圧、電圧効率、電気で水素を得たときのエネルギー変換効率」の求め方を学んだ。授業の価値を高めるためには、積極的に発言することを心がけた。また、私のわからない質問を先生が投げかけた時は、その都度インターネットを使って調べるようにしたりした。これからエネルギー化学を学ぶ人には、「分解電圧やターフェルの式について学ぶ上では、事前にエネルギーの計算や過電圧について深く理解しておくことをおすすめします。」と伝えたい。

A.トピックとして、センサーの話を選んだ。タイトルは「センサーとは」とした。このタイトルについて、授業時間内での気づきは、「レセプターとは、情報変換のために、何らかの変化を検知するデバイスであるということ」、「トランスデュサーとは、何らかの変化を信号に変換するデバイスであるということ」、「センサーとは、レセプターやトランスデュサーをまとめた総称であるということ」などである。学びのきっかけは、授業中に立花先生が、「「楽しさ」という感情を伝えるのに、スマホについているデジタルカメラやネットが大いに役立つ」という旨の発言をし、そこから、デジタル技術の話題になったことである。演習では「pH電極が、溶液中の水素イオン濃度(正確には活量)に選択的に応答する電極であるということ」などを学んだ。授業の価値を高めるためには、積極的に発言することを心がけた。また、私のわからない質問を先生が投げかけた時は、その都度インターネットを使って調べるようにしたりした。これからエネルギー化学を学ぶ人には、「情報変換と電気化学について学ぶ上では、専門用語が多く出てくるため、「わからない単語が出てきたら、その都度調べる」ということをお勧めしたいです。」と伝えたい。

A.トピックとして電気化学測定法の話を選んだ。タイトルは「電気化学測定法の応用」とした。このタイトルについて、授業時間内での気づきは、「電気化学測定法が応用された測定器は様々あり、その例としては、pHメーターや塩分計、体脂肪計があるということ」、「pHメーターは、ガラス電極の起電力を測定し、それをデジタル情報として表示するということ」、「塩分計は、みそ汁などの導電率を交流インピーダンス法で測定し、それをデジタル情報として表示するということ」、「体脂肪計も交流インピーダンス法が応用されているということ」などだ。学びのきっかけは、授業中に立花先生が、デジタル技術についての話題で議論を深めていったことだ。演習では、「酸性溶液に浸漬した鉄電極を腐食電位Ecorからアノード方向へ電位を走査したときの電流電位曲線(分極曲線)のグラフ」について理解した。授業の価値を高めるためには、積極的に発言することを心がけた。また、私のわからない質問を先生が投げかけた時は、その都度インターネットを使って調べるようにしたりした。これからエネルギー化学を学ぶ人には、「電気化学測定法について学ぶ上では、身の回りの応用例から理解を深めていくと楽しく学びを得られると思います。」と伝えたい。

A.トピックとして、不働態の話を選んだ。タイトルは「不働態について」とした。このタイトルについて、授業時間内での気づきは、「不働態とは、ある金属が、酸化された時に生じる酸化物に覆われ、溶けなくなった状態のことであるということ」、「鉄は、硝酸溶液中などで、アノードに分極されると、表面に酸化物ができて、電気が流れなくなり、不働態化してしまうということ」などだ。学びのきっかけは、授業中に立花先生が、腐食の話をする上で、知っておくべき知識として、不働態の話を挙げたことだ。演習では「アルミ電解コンデンサの製造工程は、１. アルミ箔エッチング、２. 陽極酸化(化成処理)、３. 箔・電解紙裁断、４. 素体巻回、５. 電解液含浸、６. 組立・仕上、７. エージング(再化成)、８. 検査の計8工程に分けられるということ」などについて学んだ。授業の価値を高めるためには、積極的に発言することを心がけた。また、私のわからない質問を先生が投げかけた時は、その都度インターネットを使って調べるようにしたりした。これからエネルギー化学を学ぶ人には、「不働態の分野を学ぶ上では、高校化学の酸化還元の分野をしっかり理解しておく必要がありますよ。」と伝えたい。

A.トピックとして、腐食の話を選んだ。タイトルは「アノードで起こること」とした。このタイトルについて、授業時間内での気づきは、「アノードで、金属が酸化し、溶液に溶けてしまうことを腐食と呼ぶということ」、「アノードでは、何かが析出する場合と、金属が溶け出してしまう腐食が起こる場合の二つの可能性があるということ」、「腐食によって加工することをエッチングと呼ぶということ」などだ。学びのきっかけは、授業中に立花先生が、不働態の話題を発展させていったことだ。演習では、「鉄の電位-pH 図には、腐食の起こり得ない領域（不活性域）、腐食の進行する領域（腐食域）および鉄表面が不動態皮膜に覆われて腐食の進行しない領域（不動態域）の 3 領域が存在するということ」、「防食が応用される技術には、外部より電気的な仕掛けを施すことで行う、電気防食法と呼ばれるものがあるということ」などを学んだ。授業の価値を高めるためには、積極的に発言することを心がけた。また、私のわからない質問を先生が投げかけた時は、その都度インターネットを使って調べるようにしたりした。これからエネルギー化学を学ぶ人には、「腐食の分野では、不働態の分野を深く理解しておくと、楽しく学びが得られると思いますよ。」と伝えたい。

A.トピックとして、リチウムイオン電池の話を選んだ。タイトルは「リチウムイオン電池について」とした。このタイトルについて、授業時間内での気づきは「リチウムイオン電池はニッケル水素充電池より、小型・軽量・高性能であるが、その分ニッケル電池よりも値段が高いということ」、「リチウムイオン電池は、乾電池を作っていたSONYの郡山工場が、社運をかけて、挑戦した結果生まれた電池であるということ」などだ。学びのきっかけは、授業の冒頭で立花先生が、授業を受けている学生に、「リチウムイオン二次電池を実際に見たことがある人はいますか？」という質問を投げかけたところ、ほとんどの学生が「ありません。」と答えたところから、電池の話に話題が展開されたことだ。演習では、「円筒型アルカリマンガン電池のLR1120Pの重量エネルギー密度と体積エネルギー密度の上限はそれぞれ、339.4mWh/g、1849mWh/cm^3ということ」を学んだ。授業の価値を高めるためには、積極的に発言することを心がけた。また、私のわからない質問を先生が投げかけた時は、その都度インターネットを使って調べるようにしたりした。これからエネルギー化学を学ぶ人には、「電池の分野を学ぶ上では、乾電池、リチウム電池、リチウムイオン電池がどのようなもので、どのように発明されたのか、というところから学び始めると良いと思います。」と伝えたい。

A.トピックとして、液晶材料の話を選んだ。タイトルは、「液晶材料について」とした。このタイトルについて、授業時間内での気づきは、「原子や分子が、ある特定の方向には自由に動けるが、別の方向には、固定されているというような状態を液晶状態という。」、「ビフェニルのような自由に動かない官能基に、アルキルのような炭素を中心に回ることができる官能基がくっついたような分子は、一定温度で液晶状態になる。」、「液晶材料とは、広い温度範囲で液晶状態を示す材料である。」などといった内容だ。学びのきっかけは、授業中に立花先生が、デジタル技術のメリットを述べている際、「液晶ディスプレイ」について言及したことだ。演習では、「５Gスマホの「Galaxy S10 X」が大容量のバッテリーや多くの電気量を必要とする理由について」を学んだ。また、人はなぜ、情報にエネルギーを使うのかという疑問に、「人々が多大なエネルギーを消費してでも、5Gスマホのような通信速度や周波数利用効率の高いスマホ、つまり、情報を速く確実に手に入れられるものを欲しているからである」と、自分なりの考えを論じた。授業の価値を高めるためには、積極的に発言することを心がけた。また、私のわからない質問を先生が投げかけた時は、その都度インターネットを使って調べるようにしたりした。これからエネルギー化学を学ぶ人には、「情報と社会の分野を学ぶ上では、デジタル技術にはどのようなものがあるのか、調べるところから始めると、理解を深めやすいと思いますよ。」と伝えたい。

A.トピックとして、二酸化チタンと光の話を選んだ。タイトルは「二酸化チタンと光」とした。このタイトルについて、授業時間内での気づきは、「二酸化チタンに光が当たると、ホールと電子が分離する。これを電荷分離という。」、「二酸化チタン(アナターゼ型)のように光で化学反応を促進するものを光触媒という。」などといったことだ。学びのきっかけは、授業中に立花先生が、UVBの恐ろしさについて説明を行ったところから、光の話に話題を展開させたことだ。演習では、「リチウムイオンのイオン濃度が1mol/Lであるとき、これに1mA/cm2の電流密度で電気を流すと、その泳動速度は、1036.6 cm/sとなる」ということを学んだ。授業の価値を高めるためには、積極的に発言することを心がけた。また、私のわからない質問を先生が投げかけた時は、その都度インターネットを使って調べるようにしたりした。これからエネルギー化学を学ぶ人には、「光と生物の分野を学ぶ上では、チタンや紫外線あたりから学び始めると、理解を深めやすくなると思います。」と伝えたい。

A.はい本授業をきっかけにして、新しく踏み出したこととして、「家電の消費電力を逐一チェックするようになったということ」を挙げる。本授業では、「近年、世界的に省エネルギーの実現が目標として掲げられている」ということを学んだ。そこで、私個人もこれを目標として持っておこうと心に決めた。私個人でできる省エネルギーは何かと考えたところ、それは省電力だという結論に至った。省電力を実現するためには、家電の消費電力を逐一チェックすることが重要だと考え、「家電の消費電力を逐一チェックすること」を、新しく踏み出したこととして挙げた。将来の抱負は、エンジニアあるいは研究者になることだ。この授業で学んだことや考えたことを、今後より深めていくことで、エネルギー問題などを解決するような立派なエンジニアあるいは研究者になりたい。

A.テーマ：【予習報告書】00-00 準備した教材について報告してください設問1では、テキスト「野村正勝・鈴鹿輝男, 最新工業化学―持続的社会に向けて―, 講談社サイエンティフィク」に目を通し、トピックを一つ選んで紹介し、「自然科学としての化学と工学としての化学の違い」について論じた。トピックには「1.4　資源・エネルギー」を選んだ。日本の資源・エネルギーの歴史の一部が書かれているということを紹介した。トピックの紹介後、「自然科学としての化学は、実験や観察等によって、様々な物質の性質や構造、相互反応を説明しようとしたり、それらから一般法則を見出し実証しようとしたりするものであると論じ、工学としての化学は、自然科学としての化学の知識を用いて、エネルギーや資源を利用し、人類の生活をより良いものとしようとするものである。」と論じた。設問2では、テキスト「小沢昭弥、現代の電気化学,丸善,(2012)」に、目を通し、トピックをひとつ選んで紹介し、「エネルギーと工業化学の関係」について論じた。トピックには「5.1.1　工業電解プロセスとは」を選んだ。工業電解プロセスとは何かということについて紹介した。トピックの紹介後、「工業電解プロセスは電解製造と電解精錬の二つに大別され、そのどちらにも電気、つまり電気エネルギーというエネルギーが必要である。工業電解プロセスのみに限らず、工業化学とは、工業的な物質を製造する上で、必ず化学エネルギーや電気エネルギーなどのエネルギーを要する。結論として、私はエネルギーの上に工業化学が成り立つという関係であると考える。」と論じた。設問3では、テキスト：小林一也,工業技術基礎、実教出版 (2002).に、目を通し、トピックをひとつ選んで紹介し、「工学部の卒業生に期待される工業技術の知識」について論じた。トピックには、「環境を考えよう」を選んだ。このトピックには、「人類が永続的に発展するために必要な、クリーンなエネルギーによる発電の利用と省エネルギー」について書かれているということを紹介した。トピックの紹介後、「私が考える、工学部の卒業生に期待される工業技術の知識は、工学系の学会が制定している行動規約・倫理規約および国が定めた工業技術に関する法律や条例などのルールである。私が考える工業技術というのは、文明と文化の発展および人類の安全や健康、福祉に貢献するためのものである。もし、上述したルールが守られなければ、当然これらは実現されない。したがって私は、上述したようなルールが工学部の卒業生に期待される工業技術の知識であると考える。」と論じた。設問4では、目を通したテキストや参考書の感想を、インターネット（SNSなど）で紹介し、そのURLを記述した。読書メーターというサイトに、目を通したテキストや参考書の感想を記し、「https://bookmeter.com/books/7044977」をそのURLとして解答欄に張り付けた。

A.テーマ：【課外報告書】電位差計について調べてみよう化学実験Ⅰのエネルギー化学実験において、電位差計を用いたのだが、実験が終わっても私は、これについて深く理解できてはいなかった。自分が使用したことのある実験器具くらいはすべて理解しておきたいため、電位差計について調べようと思った。方法としては、インターネットを使って調べた。調べた結果を以下に記述した。原理まず回路を組み、その回路に未知起電力eの電池を挿入し、検流計と抵抗尺の場所への接触点を動かして、電池の横につないだ検流計に電流が流れない抵抗尺の位置L’をものさしで測って求める。次に既知起電力e’の電池に置き換えて、同様に検流計に電流が流れない抵抗尺の位置Lを求める。これにより、未知起電力eをe=e’L/L’から求める。メリット微妙な調整が可能で、かつ変換精度に優れている点。用途コントローラにおいてアナログ量を入力する操作部分や、サーボモータ等で出力状態の検出に使われる。考察物差しを使わないで電圧を測定する電位差計には、物差しを使った電位差計にはないメリットがあるのではないかと考察する。この課外活動に取り組む前は、実験で使用したことのある器具について深く理解していない自分に、モヤモヤとした気持ちがあった。しかし、この課外活動に取り組んだ後は、その様な気持ちは払拭されており、深く理解できた自分に自尊心を持てていた。

A.テーマ：【課外報告書】節電しよう米沢市の夏はとても暑く、何も気にしなければ、エアコンをかなり稼働させることになると思い、エアコンの節電を行うことにした。節電は2021年6月13日から2021年7月13日までの一か月間行った。私は家にいるときは、必ずと言っていいほど、エアコンを稼働させるため、稼働させる時間を短くする以外の方法を取ることにした。方法は以下に記述した。・こまめに電源を入切しない・設定温度を28度にし、これを変えない。・こまめにフィルターや内部の掃除をする・エアコンのタイマー機能を駆使する・風向きの調節を駆使するこの一か月の消費電力量は96kWhであった。昨年(2020年)の6月から7月の消費電力量を調べたところ、それは112kWhであったため、この課外活動で、約16kWhのエアコンの節電をすることができたと言える。今回の方法で節電できた理由として、「こまめに電源を入切しなかったことで、エアコンを稼働させるのに必要なエネルギーは小さくなったこと」、「設定温度が高くしたことによって、稼働させる前の室温と設定温度の差は小さくなり、消費する電力も少なくなったこと」の二つを考えた。この課外活動の結果を伝えたい相手は、家族である。理由は単純に、家族にはお金を無駄に使ってほしくないからである。伝えるために、電話で伝えるという手段と、帰省した時に直接話すという手段の二つの手段を考えた。

A.テーマ：【課外報告書】低炭素建築物（またはLCCM住宅）かどうかチェックしよう省エネルギー基準の見直しと同時に新たに制定された「都市の低炭素化の促進に関する法律」（エコまち法）に基づき、「低炭素建築物新築等計画の認定制度」（低炭素建築物認定制度）が創設されたことをきっかけに、この課外活動を行おうと思った。一般財団法人住宅性能評価・表示協会の低炭素建築物認定マニュアルを参考にし、認定要件を調べ、それに私の住んでいるアパートが該当しているかどうか知ることで、私の住んでいるアパートが低炭素建築物として認定できるかどうか調査した。私の住んでいるアパートは上に示した認定要件にどれだけ当てはまっているか、アパートの管理人に聞いてみたところ、第一の1,2,3,5,6に当てはまっているという回答をいただいた。よって、「第1又は第2のいずれかに該当すること。」「第1次の1から8までに掲げる項目のうち、二以上の項目に適合するものとする。」より、私の住んでいるアパートは低炭素建築物として認定できるということが分かった。脱炭素社会に向けて何をしてゆけばよいかと言えば、私は、電気など、日常生活のエネルギー使用を見直したり、脱炭素を意識した投資をしたりすることが大事であると考えた。「部屋の照明を白熱電球からLEDに交換する」、「ESGやSDGsをテーマにした投資信託へ投資する」などのことをすればきっと脱炭素化社会を実現できるであろうと考えた。費やした時間は、ネットで調べた時間(2時間)+友達と話した時間(1時間30分)+アパートの管理人と話した時間(1時間30分)+自分一人で考えた時間(3時間)＝8時間得られた効果としては、「ある住宅が低炭素建築物（またはLCCM住宅）かどうかチェックしたいと思ったときに、見るべき項目を瞬時に把握できること」である。

A.テーマ:節電しようネットで調べた時間（5時間）＋学習時間(15時間)費用2000円(2時間)＝22時間長い時間をかけて学習したテーマであったが、節電は今後のメリットがとても多く、今後の生活で役立つため、良い学習であったと思う。

A.テーマ: 低炭素建築物（またはLCCM住宅）かどうかチェックしよう低炭素建築物は、二酸化炭素の排出の抑制に資する建築物の事であり、所管行政庁が認定を行う。その認定要件には、外皮性能の省エネルギー基準への適合に加え、一次エネルギー消費量が省エネルギー基準よりも10％削減できること、さらに、低炭素化対策を採用していることが必要である。 TwitterやInstagramで広める。

A.テーマ:電位差計について調べてみよう電位差計とは精密に電池の起電力を測定できるものである。起電力は回路計算でも有用であり、起電力が分かっていれば、計算により様々な回路の電流値などを計算することが出来る様になる。また、電位差計は電流が流れなくても測定ができる。むしろ、いかに電流が流れないようにするかで、測定の精度が変わる。調べた、理解したことで心に余裕ができ、化学実験をスムーズに行うことができ、また、考察を進めやすくなった。

A.テーマ:予習報告書(工学部の卒業生に期待される工業技術の知識について) 工学部の卒業生に期待される工業技術の知識は、学習をする中で高めていくことで、将来の仕事を進める上での、把握能力を高めることにつながるのではないかと感じた。

A.はいこの授業を通して、エネルギー化学の理論的学習以外にも、課外学習やレポートを通して、多くの経験や学習をする事ができ、とても貴重な授業でした。

A.自分の選んだトピックのタイトルは[バイオと光]である。この授業内での課題では、アルミニウムイオンの移動度から移動速度を求めたが、難易度が高く調べるのに時間がかかった。しかし、その分理解度が向上し、良い課題であったと思う。

A.自分の選んだトピックのタイトルは[情報とエネルギー]である。この授業内での課題を通し、改めて情報化による生活の豊かさを感じる事ができた。また、日々の生活で当たり前になっている事も、10年前は実現していなかったと考えると、技術の進歩は凄まじいと感じた。

A.自分の選んだトピックのタイトルは[エネルギーと電池]である。この授業内での課題では、市販されている電池の重量エネルギー密度と体積エネルギー密度の上限を計算によって求めた。電池の仕組みは学習する事が多いが、今回のようにエネルギー密度の計算をすることは今までに無かったため、新たな知識を増やす事ができた。

A.自分の選んだトピックのタイトルは[エッチングと腐食]である。この授業内での課題では、鉄の腐食を防ぐ様々な方法について調べた。この知識は、日常でも使えるよい情報であり、良い課題であった。

A.自分の選んだトピックのタイトルは[アルマイトと不動態]である。この授業内での課題では、アノード酸化を応用した工業製品である、アルミ電解コンデンサの製造過程を学習した。アノード酸化の知識だけでなく、それを利用した製品を学ぶことで、理解が深まった。

A.自分の選んだトピックのタイトルは[サイリックボルタンメトリーについて]である。この授業内での課題では、ボルタモグラムについて説明していたのだが、その課題により、授業で分からなかった部分を時間をかけて理解することができ、とてもためになった。

A.自分の選んだトピックのタイトルは[電力効率とターフェルの式]である。この授業内での課題では、水電解槽から理論分解電圧や電圧、電圧効率、エネルギー変換効率を求めたのだが、前回の課題に引き続き難易度が高かった。しかし、この課題をする事で、エネルギー効率の求め方など、忘れていた計算方法を思い出すことができ、良い学びとなった。

A.自分の選んだトピックのタイトルは[センサーと電極]である。この授業内での課題では、バイオセンサーという、生体分子を識別できる分析装置について調べた。このセンサーは、DNAを利用してタンパク質を計測する技術に応用されており、遺伝子工学の授業でも、取り扱っていた内容である。そのため、より理解を深める事ができた。

A.自分の選んだトピックのタイトルは[起電力とネルンストの式]である。この授業内での課題では、選んだ電池式における電位を計算するため、とても難しく時間がかかったが、その分、調べながら解く事で理解を深める事ができた。

A.自分の選んだトピックのタイトルは[ファラデーの法則と電気分解]である。この授業内での課題では、めっきを施された製品を選んで調べる他、ハルセル内部の等電位線と電気力線の図を描いて考察することで、理解を深める事ができた。

A.自分の選んだトピックのタイトルは[電気における化学]である。この授業内での課題では、電気用図記号や配線用図記号を使った回路図を描き、またその回路図の電源から流れる電流と電力を計算したのだが、この学習により、記号だけでなく式計算などのやり方を学ぶことができた。

A.自分の選んだトピックのタイトルは[エネルギーと物質]である。その授業内での課題では、送電線から電化製品の消費電力を求めたり、エネルギー損率を出す事で、実際に学んだことを身近な例に当てはめて考える事ができ、とてもためになった。

A.自分の選んだトピックのタイトルは[電池式と電極]である。この授業内での課題では、等電位線と電気力線を描き、自分の言葉で説明することで、より理解を深める事ができた。

A.自分の選んだトピックのタイトルは[電力と動力]である。その授業内を通して、車の燃費やガソリンの発熱量、変換効率から、燃費を電費に換算して計算する事ができた。このような換算は、将来役に立つことが多いと思われるため、貴重な授業であったと思う。

A.自分の選んだトピックのタイトルは[エネルギー化学におけるものさし]である。その授業内での課題におけるエピソードとして、自分なりの脱炭素社会への考えをまとめる事ができた。自分は、脱炭酸社会にむけて、資源を使わないようにするよりも、どうすればエネルギーを抑えて製造出来るか、効率を良くできるかを考える必要があると考えている。

A.タイトル　「二酸化炭素排出量」太平洋戦争の起こった1950年あたりから急激に二酸化炭素排出量が増加したことがわかった。

A.タイトル　「燃費と電費」今回から授業の価値を高めるために、チャットでの話し合いで記憶に残ったことや大切だと思ったことをメモするようにした。

A.タイトル　「エネルギーと物質」　ストーブをがんがん燃やしても、日焼けせず、ちょっと日を浴びるとすぐ日焼けしてしまうのは、スペクトルの波長の短い青の方がエネルギーが大きく、波長の長い赤の方がエネルギーが小さいためであることが分かった。

A.タイトル　「電池式の書き方と特性」電池式の書き方と特性について知ることができた。

A.タイトル　「デジタルマルチメーター」デジタルマルチメーターの使い方について学ぶことができた。これは化学実験IIのエネルギー化学実験で使うこととなったのでここで使い方について事前に知識を持つことができてよかった。

A.タイトル　「めっきについて」　平常演習の際、メッキについて調べたことで、メッキをすることのメリットを知ることができた。また、メッキの方法をしれたことで、化学実験IIのエネルギー化学実験で銅めっきする際にとても役立てたと思った。

A.タイトル　「イオン化傾向」今回の授業のイオン化傾向での話で、電位が卑なほど、腐食しやすく、還元しにくくなります。電位が貴なほど、腐食しにくく、還元しやすいことが分かった。

A.タイトル　「エネルギーの変換効率」　今回の平常演習では水電解のエネルギーの変換効率を求めたが、その際、変換効率が求まればそれと同時に変換効率以外の割合は廃熱になることもわかった。なのでどれだけ変換効率を上げられるかが重要になってくる。

A.タイトル　「アルマイト加工」アルマイトは特に電気化学的に酸化して作る材料であり、金属のアルミニウムをアノードとして電解液の中につけて、通電して表面処理する。また、アノード酸化を利用した表面処理技術はアルミサッシ、アルミニウム電解コンデンサ、ＰＳ版などに応用されていることが分かった。

A.タイトル　「バイオセンサー」　極めて低濃度のウィルスを簡単に検出できるバイオセンサーについて学んだ。

A.タイトル　「電流電位曲線」　ボルタモグラムとは、電位を横軸に、電流を縦軸にプロットしたものであり、典型的なボルタモグラムはサイクリックボルタモグラムといって、電位を負方向にすると掃引すると還元波（上側）が、正方向に掃引すると酸化波（下側）が生じる。また、それぞれの電位や電流値から、測定している酸化還元系の標準電位などを求めることができることを学んだ。

A.タイトル　「錆と犠牲防食実験」犠牲防食の方法について実験動画によって学ぶことができた。

A.タイトル　「最大エネルギー密度」　平常演習の際に、市販の電池の最大エネルギー密度を求めることで、重量エネルギー密度より、体積エネルギー密度を重要視する設計の方が、より多くのエネルギーを詰め込めることが分かった。

A.「テーマ:電気代の節約」　要旨は電気量の節約術を調べてそれを実行し、節約前と節約後でどう変わったか検証する。〈費やした時間〉約1ヶ月〈得られた効果〉エアコンを付けっぱなしにしすぎるとその分電気量がかかることがわかった。結論、エアコンは付けていない方が電気はくわなくてすむことがわかった。

A.タイトル　「情報社会」　人が情報にエネルギーを使うのは、自分の求める情報が素早く簡単に手に入れることができれば、生活の質が上がり、楽ができるからであるという結論に至った。

A.タイトル　「泳動速度」　平常演習によって銀イオンの泳動速度の求め方を学ぶことができた。

A.はい、　この授業をきっかけに積極的に予習に取り組めるようになった。なぜなら、今期はこの授業で学んだことを化学実験IIのエネルギー化学実験に活かせることができて、予習がとても大切なことを知ったからである。将来、エネルギー化学系の技術職に就きたいです！

A.テーマ：低炭素建築物この授業をきっかけにして低炭素建築物という新しいワードに触れた。脱炭素化社会に向けて、エネルギー使用を「見える化」することは重要課題であると感じた。建築物の状態をしっかり所有者は把握しておく必要があると考える。

A.はいこの授業を通してエネルギーについて考える機会になりました。特に、私は一人暮らしをしていて、近頃は夏が来てエアコンを常時つけているため、エネルギーを使う代償として払っている光熱費について考えた。光熱費は自分で払っているので、年間を通して比較することができるので、これから今回学んだ知識を活かして節電して行きたいと考える。

A.テーマ：節電しよう節電方法について調べた。家電の中でエアコンを選んだ。調査をしたときは暖房が必要な時期だったので、温度設定を低くして検証した。取り組みの後は、使用電力が減っており、効果を数字で感じることができ、達成感を感じることができた。

A.テーマ：節電方法エネルギーを利用することには費用を伴う。少しでも費用を安く抑えたいと考えたとき、使用量を減らすということが頭に思い浮かぶが、この授業で、効率を良くすることが大切だと感じた。そこで、家族に自分が学んだ節電方法について伝えたい。私が調べたのはエアコンの節電方法なので、夏の節電方法と冬の節電方法を「LINE」で伝えようと考えた。

A.テーマ：低炭素建築物実家が低炭素建築物であるか調べた。低炭素化の項目に当てはまっていることがわかった。ネットで調べた時間（3時間）＋実際に調べた（1時間）＋家族とテーマについておしゃべりした時間（1時間）＋自分で考えたしかん(２時間)＝7時間

A.「電気泳動の応用」電場による移動を電気泳動という。電気泳動現象はDNAの分析に応用されている。DNAを分子の大きさで分離する操作である。

A.「デジタル情報とディスプレイ」ディスプレイ上で、写真や動画の映像などのデジタル情報を表現している。直視型と投射型と空間像型に分けられることがわかった。

A.「実用電池の種類」実用電池には、マンガン電池、ダニエル電池、LIB、燃料電池があった。普段使っているのはマンガン電池が多いと考える。マンガン電池は、正極活物質に酸化マンガン、負極活物質にマンガンを用いている。自分のパソコンに使われている電池について調べようと思った。

A.「腐食とイオン化傾向」これまで習ってきたイオン化傾向は、電位が卑であるほど腐食しやいことを知った。金属材料が酸化物などの本来の状態に戻る過程を腐食ということがわかった。

A.「不動態と工業」酸化物が表面を覆うと、金属は解けなくなる。この仕組みは、表面処理技術として、アルミサッシなどに応用され、高い耐久性を実現し、長時間維持を可能にできることがわかった。

A.「過電圧と工業電解」理論分解電圧と分解電圧の差を過電圧という。これは、電流-電圧曲線を見るとわかる。電極の種類によって過電圧は異なり、工業電解では、場合によって用いる金属を変えることがわかった。

A.「交流インピーダンス法の応用」交流インピーダンス法の応用に、体脂肪計があることを知った。水の極性により、水は脂肪より電気を良く溜める。電気のたまり具合で、脂肪と水分の比率の推定ができるという仕組みを応用させて体脂肪計が成り立っていることがわかった。

A.「音声の通信回線への変換」音声は、空気の圧力変化で、この圧力の変化量を電圧の変化量に変えることで量から量へ変換し、量を数字にして通信回線を使って次へと送る。

A.「ネルンストの式の活用」ネルンストの式は、電池の起電力の計算をすることができることを知った。また、起電力は電圧であり、力ではないことがわかった。

A.「ファラデー定数と電気量」電気分解によって析出する物質量は通電した電気量に比例する。これをファラデーが発見し、式に表した。触れてもわからない電気量を。定量化することに成功した。

A.「水は電気を通すのか」水に不純物が含まれている時、電気を通すが、純水は電気を通さないと考えた。水分子は共有結合に分類されるが、液体の水はわずかに電離して電気を流すということを知った。

A.「回路計の選び方」回路計には、アナログ式とディジタル式があることを知った。ディジタル式回路計は電圧や電流などを測定することができる。

A.「電池式の書き方」実験などで化合物を表す時に化学式を使ったり、テストのために勉強したりしてきた。アノードとカソードで電流の流れる向きを示すことができる。酸化が起きる極をアノード、還元が起きる極をかソードという。

A.「エネルギーと自動車」自動車には燃費の良し悪しがあり、燃費を電費に変換することができることが知った。自動車を選ぶ際には燃費の良いものを選ぶが、燃費とエネルギーの関係がわかった。

A.「kWhの表示」私たちが普段使っている家電を見ると、kWhで数値が表示されている。エネルギーの量を数値化して可視化することで、身近に感じることができる仕組みを知った。同じ家電でも比較したりしてみようと感じた。

A.エネルギーが世界を成り立たせていることを学びました。

A.地球を助けるlccm住宅いかにCO2削減に徹底できているか、どんなところで削減できるかを工夫した。

A.結晶の伝導性イオン結晶、金属結晶など結晶によっての伝導性を学んだ。また、伝導性を、上げるにはどうすればいいか考えた。

A.分解電圧槽新たな材料を作ることができる事を学んだ。

A.オシロスコープ測定回路計・オシロスコープの基礎知識を身に着けた。式が多く難しかった。

A.中学生でもわかるボルタ電池エネルギー実験で行ったがしっかり中学生の実験でこのような実験をやったのを思い出した。

A.イオン化傾向と電池イオン化傾向が小さい金属を貴な金属と言い、イオン化傾向が大きい金属を卑な金属と言うことをしり、電池におけるイオン化傾向の重要性を知った。

A.平衡電位平衡電位を超えたからといってすぐには反応ははじまらず、実際に反応が始まる電圧を分解電圧ということを学んだ

A.色々なセンサー酸素センサ、ガス漏れセンサ、湿度センサなど様々なセンサがあることを学んだ。

A.ボルタンメトリーの可逆性ボルタンメトリーは電位を変化させてそのときの電流を観察する測定法で電流は反応速度を表し、ボルタンメトリーを測定するときには、どの電位でどんな反応が起きるかをイメージすることが大切であることを知った。

A.不働態のすごさ金属を酸化すると酸化物ができる。この酸化物が表面を覆うとその金属は溶けなくなり、この状態を不働態といいステンレスやアルマイトはその性質を利用した材料。

A.腐食の抑制腐食は、金属材料は本来の姿（酸化物など）に戻っていく過程を学んだ。

A.電池とは何ぞや水を電気を使わらずに酸素と水素に分解するとしたら、どのような方法が考えられるか調べ、熟考した。

A.デジタル情報はＤＡ変換で電圧になり、アンプで増幅されて発光素子を駆動することでデジタル情報がディスプレイ上で写真や動画のような映像となって表現される事を学んだ。

A.どうやって節電したか 6月7月にかけて自分の家のエアコンを使わず、学校や、スーパーなどですごした。

A.hikari 光はほぼ一瞬にしてエネルギーを移動できるが力学エネルギーは質量の移動を伴う。熱や物質の移動の形態は似ている。熱は、放射、拡散、伝熱。物質は、拡散、泳動、対流。ありとあらゆるものにエネルギーは影響される。

A.lccm住宅これから家を建てるひとは環境によいlccm住宅を採用してほしいと未来カプセルで伝えたい。

A.電位測定、lccm住宅、自由研究電位の測定、いかに二酸化炭素の排出を抑えるか

A.読書メーターいろんな本に触れて楽しかったです

A.はいエネルギーはどこの国でも必要不可欠のものです。これからも時代とともに技術も発展しよりよいエネルギー開発に取り組みたいです。

A.テーマ:デザインの偉大さ店頭に並ぶ製品は私たちが目を引くようにできており、それは形状や色彩を考慮してつくられているためである。計画段階→アイデア段階→提示段階→仕様段階というステップが意識されていることを知り、これはデザイン以外のことにも活用できることに気づいた。このように別なジャンルに応用できるように頭を柔らかくして思考することが大切であると感じた。

A.はい。エネルギーについてほとんど知らなかったが、世の中でどのように使われているかを知ることができたが、どのようにして環境に悪影響を与えているかも知ることができた。そのため、ものをつくる側の人として、大切な人を想うように環境を思いやり、配慮していきたい。

A.テーマ:脱炭素社会に向けて低炭素建築物は高断熱・高気密で省エネにしており、エネルギーを効率よく利用することでエネルギーを抑え、太陽光発電などでエネルギーをつくることができる。環境省では低炭素社会の担い手づくりという方策があった。私が利用しているアパートは低炭素建築物ではなかったため、これから住む場所は考えたいと思った。これについては家族の中でもこれから家を建てる予定がある人に向けて伝えたいと思った。

A.テーマ:昨日の自分と今日の自分について自由研究として、私は日記のようにその日に学んだ大切なものを記録するようにした。その結果、記録するたびに充実感が得られ、学習のモチベーションが向上し、作業効率も上がった。何も考えずに過ごしていた時間が本当にもったいないと感じるほどである。学びの面白さに改めて気づかされたため、これからも続けたいと思った。

A.テーマ:節電の重要性友達との議論(2時間)+節電法を調べた時間(2時間)=4時間節電のためにコンセントを普段から抜くようにした。多くのコンセントをさしたままにしていたため、使う時のみ使うようにした。1日あたりでは大した額にならないかもしれないが1年、10年と続けることで大きな額になってくるため、これからも続けたいと思った。

A.電池の弱点について乾電池の弱点を克服してリチウムイオン電池が誕生し、リチウム電池の弱点を克服してリチウムイオン電池が誕生したというように弱点を課題にして発展のばねとする考え方は重要であると感じた。演習で円筒型アルカリマンガン電池を調べ、重量エネルギー密度と体積エネルギー密度を計算し、どのようにして算出するかを学ぶことができた。

A.デジタルについてデジタルの最大のメリットはコピー&ペーストが容易であることでその分時間が浮くため、他のことに時間を費やすことができることであるが、自分で考えてつくるという習慣がなくなることもあるため、注意が必要であると思った。演習でPCを例に上げて人はなぜ情報にエネルギーを使うのかを考えた。情報には価値があることに改めて気付かされた。

A.紫外線とDNAについて UVCはDNAの損傷を引き起こす性質があり、殺菌ランプの偉大性に気づけた。演習で水素イオンの移動度や極限当量イオン導電率から泳動速度を計算した。このような知恵があれば実際はミクロの世界にある見えないものでもおよそどの程度の速度かを計算できるということに感動を覚えた。

A.腐食とはどのようなものかについてアノードで金属が酸化して溶液に溶けてしまい、錆びて穴が空くことを腐食ということを学んだ。演習で鉄の電気防食を選択し、どのようにして腐食が防がれるかを学習できた。日常で「腐食」に触れる機会はあるため、触れ合ったときにすぐに気付けるように日常と結びつけるようにした。

A.鉄での不働体について鉄は硝酸中でアノードに分極しても電流の流れない電位領域が存在し、これを不働体といい、鉄の表面に酸化被膜ができて電流が流れなくなるということを知った。高校生の頃にも学習していたため、スムーズに理解できた。演習でアルミ電解コンデンサを選択し、家電製品や精密機械に使われていることや製造過程を学んだ。

A.ターフェルの式について活性化過電圧と電流密度の関係を実験的に示したものをターフェルの式ということを知った。演習でDe Noraの電解槽を選択して調べ、エネルギー変換効率を計算した。

A.アナログデジタル変換についてスマホのカメラレンズを通して集められた光の情報は電気信号に変えられ、アナログデジタル変換により情報処理されるということを学ぶことができた。演習で電流電位曲線について調べ、どのようにして得られるかを説明した。

A.センサーについて pHメーターであればガラス電極の起電力を測定し、それをデジタル情報として表示する、塩分計であればみそ汁の導電率を交流インピーダンス法で測定し、それをデジタル情報として表示するというような役割をセンサーは担っている。演習でバイオセンサーの選択し、その機能を調べ、例として血糖計を挙げた。

A.電池の起電力について正極の酸化剤と負極こ還元剤で生じる開回路電圧を電池の起電力ということを知った。起電力の大きな電池を作るには酸化力の大きい材料と還元力の大きい材料を組み合わせる必要があるということも学んだ。演習で鉛蓄電池の電池式を記し、電位プロファイルとして図示した。

A.水の電気分解について水酸化カリウム水溶液にニッケルめっきを施したスチールと軟鋼を入れて電気を流すとき、ニッケルめっきが施された方をアノード、軟鋼の方をカソードということを学んだ。演習でトタン板の建浴やハルセルについて調べ、等電位線と電気力線の略図を描いた。

A.化学結合について高校生の頃なら学習した水素結合や共有結合、金属結合の復習ができ、実際にどの物質がどのような結合で構成されているかがわかった。演習で架空配電線を選択し、1kWhに対するエネルギー損失を計算した。様々な配電線と比べ、大きさが違うだけで結構変わってくることがわかった。

A.電気用図記号と配電用図記号について演習で電気用図記号と配電用図記号を実際に書いて、理解を深めた。知らない記号をいくつか知ることができた。

A.電場について電流密度×抵抗率=電場の強さ(V/m) という式を知った。物理学の知識がなかったため、電流密度や電場に関する内容が面白いと感じた。また、等電位線や電気力線がどのようなものかも理解できた。演習で等電位線と電気力線を描き、電解槽の内部の電気の流れ方を説明した。

A.熱から仕事への変換についてガソリンエンジンの熱から仕事への変換効率は30%であることを知り、やはり損失の方が圧倒的に多いことがわかった。演習でスズキのワゴンRの燃費から電費を計算した。燃費を3で割るだけで電費を計算できるのはとても便利だと感じた。授業の価値を高めるために、気軽に電費を計算できることから他の車の電費を計算をした。

A.工業製品と二酸化炭素排出についてアルミ缶は電気エネルギーを駆使して製造され、大量の二酸化炭素が排出されていることを知った。アルミ缶がほとんど電気エネルギーの塊であるのは面白いと感じた。演習で身近な工業製品として10円玉を挙げ、材料と1kWhでどれくらいつくることができるかを計算した。1kWhは意外と多くのものを製造できるということを知ることができた。その後私が調べたもの以外のものではどれほど製造できるかを考えてみた。

A.取り上げたトピック「二酸化炭素排出と日本の未来」授業では、使われるエネルギーに対してどのくらいの二酸化炭素が排出されるかを学んだ。演習では、1キロワットアワーで環境中に排出される二酸化炭素は、電力だけで500g。まや、アルミニウムに換算すると75gで690ｇの二酸化炭素の排出が行われているとしり、驚いた。これからのモノづくりに関して二酸化炭素削減は、大きな課題であると感じた。

A.取り上げたトピック「エネルギーと電費」エネルギーと電費との関係について学んだ。例えば、電費が良いとされる自動車はどのようなものなのか、このような身近な例に関して考えた。電費を考えると、ガソリン車と電気自動車ではあまり差がないことが分かった。温室効果ガスを減らすことを考えた場合には、火力発電を減らなければならない。

A.「電池式と化学式」セルの構成を表すのに電池式を使う。電池には、電極があり、酸化が起こる極をアノード、還元が起きる極をカソードと呼ぶ。エネルギー実験では、ダニエル電池を作製し、放電した場合、負極(アノード)の亜鉛が酸化して亜鉛イオンになることが分かった。

A.「回路図における記号と知識」エネルギー実験でも、回路図を使用したように、回路図を製作するにあたって、記号と知識を覚えることは重要である。例えば、電池、スイッチ、豆電球を銅線で接続した図を実態配線図という。

A.「電気を通す固体・液体」電気が流れるのは電気を運ぶキャリアの移動があるからである。このキャリアには電子とイオンがあり、金属の場合は、電子伝導、電解液はイオン電導である。また、このキャリアは半導体でも大きく活用されている。

A.「電解精製と応用」電気分解を使って、物質を作ったり、純度を高めたり、することができる。具体的な例を挙げると、物質を作る電解製造として、食塩を作るときの電気透析、食塩電解の塩素、アルミニウム精錬のアルミニウムなどがある。また、エネルギー実験では、理論分解電圧から過電圧を求めて割合も考慮して考えた。

A.「起電力とイオン」電解液に異なる金属を触れさせると起電力が生じる。イオン化傾向が異なる金属同士ほど、起電力は大きくなる。また、イオン化傾向が小さい金属を貴な金属といい、イオン化傾向が大きな金属を卑な金属という。私は、6月に甲種過危険物取扱者の試験を受けたが、このイオン化傾向に関する問題が出題され、より理解が深まった。

A.「バイオセンサー」このトピックを読んで私は、、バイオセンサーについて調べた。生体系内での生体物質の計測や生体物質(酵素、抗体)を利用した計測、生態系のメカニズムを主体とした計測など生態系が何らかの形で関与する計測デバイスやシステムをバイオセンサー及びシステムと呼んでいる。その他、センサは組み合わせによって多種多様である。

A.「過電圧と工業」理論分解電圧と分解電圧の差を過電圧という。電極の金属の種類によって過電圧が異なる。例えば、電解の場合には過電圧の小さな金属が選ばれる。エネルギー実験でも、電極の違いによる過電圧変化を表にまとめ、理解を深めた。

A.「サイクリックボルタンメトリー」ボルタンメトリーは、電位を変化させてその時の電流を測定する方法である。電流は速度を表す。従って、ボルタンメトリーを測定する時には、どの電位でどんな反応が起きるかをイメージすることが大切である。

A.「不動態を用いた材料」ここでは、アルマイトについて説明する。アルマイトは特に電気化学的に酸化して作る材料である。金属のアルミニウムをアノードとして電解液の中につけて、通電して表面処理を行う。アノード酸化を利用した表面処理技術は、アルミサッシ、アルミニウム電解コンデンサ、PS版などに応用されている。

A.「エッチング加工」エッチング加工について学んだ。エッチング加工とはエッチング液などの薬品による腐食作用を利用して金属を溶解加工する技術である。この製法は、芸術・インテリアの作製に活用されるが産業精密部品にも応用され、特にステンレスや銅等の金属材は精密加工に適している。エネルギー実験でも腐食液を用いた加工を行い、より理解を深めることができた。

A.「情報技術とエネルギーについて」デジタル情報から光への変換について学んだ。デジタル技術は、DA変換で電圧になり、アンプで増幅されて発光素子を駆動する。そうすることでデジタル情報はディスプレイ上で写真や動画のような映像となり表現される。これは、情報の授業でも習ったので、関連付けて学ぶことができた。

A.「アルカリ乾電池について」アルカリ乾電池について学んだ。正極活物質として、電解二酸化マンガンを用いた。また、テフロン分散液を使ったアルカリ電池とCMCを使った場合の2つでトライできる。このアルカリ電池についてもエネルギー実験で実際に行い、理解を深めることができた。

A.「電気泳動について」電気泳動について学んだ。イオンや荷電粒子の移動には、対流、拡散の他に泳動がある。電気泳動はDNA分析などにも応用されている。生物の教科書を読んでみると電気泳動による分析が数多く乗っており、重要な分析技術だと感じた。

A.テーマ:低炭素建築物かどうかチェックしよう。ネットで調べた時間(2時間)+友達と相談した時間(1時間)＋実際に調べた時間(5時間)=8時間低炭素建築物と認定されるためには、エネルギー削減などの条件があり、条件について認定されなければならない。得られた効果私は、最初低炭素建築物とはどういうものか分かっていませんでした。まず、ネットから条件を調べて大まかなことを理解しました。そこから自分の実家がその条件に当てはまっているかを実際に調べることで、理解を深めることができ、現在建築物に対して、どのように環境面での配慮が行われているかを知ることができた。

A.テーマ:電位差計について調べてみよう電位差計とは既知の電圧と比較することにより、極めて精密に電圧を測定する装置である。演習に取り組む前は、電位差計を全く知らなかったが今回大まかだが機能について知ることができた。そうすることでエネルギー実験の知識への理解も深まったと感じた。

A.テーマ:節電しよう。今回の課外演習で私は、エアコンを使う頻度が増えたため、エアコンの設定温度と自動設定への切り替えによる節電を実施した。その結果、1か月で約2.5kWhの節電を行うことができた。伝えたい相手　いとこ私は、現在一人暮らしをしており、いとこも同じく一人暮らしをしているのでこの節電方法を伝えて少しでも節約してほしいと考えたため。

A.はい。エネルギーと工業製品について学ぶことができた。

A.テーマ:自由研究今回の自由研究で私は、ファイザー社の新型コロナワクチンについて調べた。そこで、確かな有効性を示すが、副作用として頭痛や倦怠感も伴うことが分かった。現在、抗体カクテル療法など新たに承認された新型コロナウイルスワクチンを出てきており、この先を動向を調べていきたい。

A.テーマ：予習報告書　3冊のテキストの最も気になるトピックを選択して読み、まとめた。今まで読んだことのないジャンルの話しばかりだったため、読んでいて面白かった。

A.はいエネルギーについて様々なことを学び、新たな知識をたくさん身につけることができました。ありがとうございました。これからも学び続けたいです。

A.テーマ：電位差計　電位差計について調べた。直流や交流などの酒類があったが、主に直流が使われていることが分かった。　学んだ後では、電位差計についての知識が身についた。

A.テーマ：節電　トイレの蓋を閉めるという簡単な節電方法を選び、1ヶ月間試した。結果はエアコンをたくさん使ったためか電気代が増えてしまったが、継続してみたいと思う。　時間は30日間1日10分として、10分×30=300分＝5時間

A.テーマ：低炭素建築物　アパートが低炭素住宅であるかを項目からチェックし、確認した。結果はエネルギーを創り出しているかという観点に当てはまらないため低炭素住宅ではなかった。今後住む家の参考にしたいと思った。　これは友人に会ったときに話したいと思った。

A.光について学び、演習では水素イオンの各電流密度におけるイオンの泳動度について学んだ。

A.一次電池と二次電池について学び、演習では円筒型リチウムイオン電池について学んだ。

A.ディスプレイとエレクトロニクスについて学び、演習ではテレビの矛盾点を上げた。

A.エッチングと腐食について学び、演習では鉄の腐食について学んだ。

A.アルマイトについて学び、演習では電解コンデンサの製造工程について学んだ。

A.サイクリックボルタメントリーについて学び、演習ではボルタモグラムについて学んだ。

A.電力効率について学び、演習ではBBCの電解槽の理論分解電圧と過電圧、電圧効率、電気を水素で得たときのエネルギー変換効率を求めた。

A.ｐH電極などのセンサーについて学び、演習でより詳しく調べた。

A.ネルンストの式について学び、演習ではアルカリマンガン電池の電位プロファイルをかいた。

A.電気分解とファラデーの法則について学び、演習としてめっきされた製品であるフォークの建浴や方式について調べた。

A.化学結合について学び、演習では米沢変電所の地中配電線の抵抗によるエネルギー損失を求めた。

A.電流と電圧について学び、演習では電気用図記号と配線用図記号を書いた。

A.電池式と電極について学び、演習ではボルタ電池の等電位線と電気力線を書いた。

A.動力について学んだ。演習では、トヨタのアクアの燃費から電費を求めた。

A.自然界を測るものさしの量と単位について学んだ。演習では、10円玉は1キロワットアワーでどのくらい作れるのかを計算した。

A.エネルギーと生活このテーマの講義では、エネルギーと生活のエネルギー化学の関係性について学ぶことができた。このテーマの講義を学んだことで、私たちの生活とエネルギー化学の関係性について学ぶことができた。また、他にもエネルギー化学と関係しているのではないかと考えている。また、そのことについて学びたいと考えている。また、このことからより、エネルギー化学と生活についての関係性により興味を持っち、調べたいと思った。