山口大学教務システム - 3261320260-環境材料特論

開講年度	開講学部等
2025	大学院創成科学研究科（博士前期）
開講学期	曜日時限	授業形態	AL（アクティブ・ラーニング）ポイント
前期	火3～4	講義	4.5
時間割番号	科目名[英文名]			使用言語	単位数
3261320260	環境材料特論[Advanced Environmental Materials]			日本語	2
担当教員（責任）[ローマ字表記]					メディア授業
比嘉充[HIGA Mitsuru]					ー
担当教員[ローマ字表記]
比嘉充　[HIGA Mitsuru], 喜多條鮎子　[KITAJOH Ayuko], 杉本悠
特定科目区分		対象学生		対象年次
ディプロマ・ポリシーに関わる項目			カリキュラムマップ(授業科目とDPとの対応関係はこちらから閲覧できます)

授業の目的と概要

高分子材料の種類と特長、特に高分子分離膜の物質分離機構について、物理化学的観点から講義する。また膜分離プロセスの原理と応用の状況についても紹介する。
二次電池の開発の歴史や次世代電池に向けた材料開発について、結晶学、分析化学的手法も含めて紹介する。

授業の到達目標


・高分子材料の物理的・化学的構造について理解し、その構造と機能との関係について説明できる。・膜分離における分離機構と膜構造との関係を理解し、分離膜の種類や応用に関する幅広い知識を身につける。

授業計画

【全体】

講義・演習等は全てプロジェクタを用いて行い、また必要に応じてプリントを配布する。数回の簡単な演示実験も行う。

	項目	内容	授業時間外学習	備考

第1回	環境材料への招待	本講義のオリエンテーションと環境材料の導入を述べる	身近な材料の特徴と機能について考える。授業計画に沿って，準備学習 2 時間と復習 2 時間を行う。

第2回

膜分離プロセスの基礎

液ー液透析系での溶解拡散モデルによる膜分離プロセスについて説明する

液ー液分離プロセスがどのような分野で応用されているのかを調べる。
授業計画に沿って，準備学習 2 時間と復習 2 時間を行う。

第3回

FO/RO膜分離の原理

浸透圧と正浸透(FO)膜、逆浸透(RO)膜における分離機構について説明する

RO膜法がどのような分野で応用されているのかを調べる
授業計画に沿って，準備学習 2 時間と復習 2 時間を行う。

第4回

FO/RO膜・膜モジュールの構造と応用例

FO膜、RO膜の膜構造、及び膜モジュールの構造と機能について説明し、FO/RO膜分離の応用例を解説する

沖縄北谷海水淡水化センターまたは福岡県のまみずピアに見学に行くか、あるいはウエブ上でその施設に使用されている膜モジュールについて調べる
授業計画に沿って，準備学習 2 時間と復習 2 時間を行う。

第5回

イオン交換膜（IEM)の構造

イオン交換膜(IEM)の構造について説明する

イオン交換膜の応用例について調べる。
授業計画に沿って，準備学習 2 時間と復習 2 時間を行う。

第6回

IEMのイオン選択性の原理

Donnan平衡に基づく理論よりIEMにおけるイオン選択性について説明する

イオン交換膜の種類と用途について調べる。
授業計画に沿って，準備学習 2 時間と復習 2 時間を行う。

第7回

電気透析法（ED）の原理

電気透析スタックの構造とEDプロセスの原理、その応用例について説明する

電気透析の応用例について調べる。
授業計画に沿って，準備学習 2 時間と復習 2 時間を行う。

第8回

塩分濃度差エネルギーの変換プロセスの原理

塩分濃度差エネルギーの変換プロセスである浸透圧発電（PRO）と逆電気透析（RED）発電についてその構造と原理について説明する。

REDとPROの世界的な状況を調べる。
授業計画に沿って，準備学習 2 時間と復習 2 時間を行う。

第9回

モザイク荷電膜・バイポーラ膜の構造と機能

モザイク荷電膜・バイポーラ膜の構造と機能、そしてその応用例について説明する

バイポーラ膜の応用例について調べてまとめる。
授業計画に沿って，準備学習 2 時間と復習 2 時間を行う。

第10回

まとめと演習（１）

これまでの講義の内容をまとめ、演習や小テストなどを通して理解を深める

これまでの講義の復習を行い、まとめる。
第1回～第9回の講義を復習する。授業計画に沿って，準備学習 2 時間と復習 2 時間を行う。

第11回

電池材料（正極１）

実際の電池に利用されている正極材料について説明する

実用化されている正極材料の現状について調べる。
授業計画に沿って，準備学習 2 時間と復習 2 時間を行う。

第12回

電池材料（正極２）

次世代電池用に開発されている正極材料について説明する。

開発段階の正極材料の課題点について調べる。
授業計画に沿って，準備学習 2 時間と復習 2 時間を行う。

第13回

電池材料（負極）

実際の電池に利用されている負極材料について説明する

実用化されている負極の現状、課題点について調べる。
授業計画に沿って，準備学習 2 時間と復習 2 時間を行う。

第14回

電池材料（電解液）

次世代電池用に開発されている電解液
について説明する。

開発段階の電解液の課題点について調べる。
授業計画に沿って，準備学習 2 時間と復習 2 時間を行う。

第15回

まとめ

これまでの講義についてのテストを行う。

これまでの講義の復習を行い、まとめる。
第11回～第14回の講義を復習する。授業計画に沿って，準備学習 2 時間と復習 2 時間を行う。

※AL（アクティブ・ラーニング）欄に関する注
・授業全体で、AL（アクティブ・ラーニング）が占める時間の割合を、それぞれの項目ごとに示しています。
・A〜Dのアルファベットは、以下の学修形態を指しています。
【A：グループワーク】、【B：ディスカッション・ディベート】、【C：フィールドワーク（実験・実習、演習を含む）】、【D：プレゼンテーション】