基礎編
 

 電気化学概論
1.1電気化学の基礎
1.1.1電気化学の確立
1.1.2電極系における非平衡過程:微視的領域の電気化学
1.2電気化学の応用
1.2.1電 解
1.2.2電 池
 
1.2.3燃料電池
1.2.4溶融塩
1.2.5表面処理
1.2.6光電気化学
1.2.7生物電気化学
 参考文献
 

 単位・物性値
2.1単位と基礎物理量
2.1.1SI単位
2.1.2非SI単位とSI単位の関係
2.1.3物理量の表し方
2.1.4基礎物理定数
2.2原子・分子の基本的性質
2.2.1周期表
2.2.2イオン半径
2.2.3イオン化ポテンシャルと電子親和力
2.2.4双極子モーメント
2.3主要物質の基本的性質
2.3.1単体,無機化合物,有機化合物の熱力学的諸性質
 
2.3.2単体,無機化合物,有機化合物の定圧モル熱容量
2.3.3蒸気圧
2.3.4水溶液の熱力学的性質
2.3.5溶解度
2.3.6熱力学データベース
2.4化学平衡状態図
2.4.1化学平衡と状態図
2.4.2プールベ状態図
2.4.3高温状態図
2.5電気化学の電極系における拡散概念について
 参考文献
 

 電解質
3.1電解質溶液
3.1.1化学熱力学
3.1.2イオン間相互作用
3.1.3電解質溶液の電気伝導率
3.1.4分子論に立脚した電解質溶液論
3.2電解質水溶液
3.2.1活量・活量係数
3.2.2水溶液中での平衡定数
 
3.2.3電解質水溶液の密度
3.2.4水溶液中の電解質およびイオンのモル伝導率とイオンの輸率
3.3電解質非水溶液
3.3.1非水溶媒とその分類
3.3.2非水溶媒における平衡
 参考文献
 

 電気化学理論
4.1電気化学系
4.2電気二重層
4.2.1電気化学界面の熱力学
4.2.2電気二重層の理論
4.2.3界面動電現象
4.3電気化学平衡
4.3.1電気化学ポテンシャル
4.3.2ガルバニ電池の起電力
4.3.3標準電極電位
4.3.4液間電位・膜電位
 
4.4電極反応の速度
4.4.1電極反応
4.4.2電解移動過程
4.4.3電極反応における物質移動過程
4.4.4電極における電荷移動反応の原理
4.5吸着
4.5.1吸着等温式
4.5.2分子集合体
 参考文献
 

 測定法
5.1基本操作
5.1.1水溶液電解質系の電気化学
5.1.2非水溶液系電解質の電気化学
5.2サイクリックボルタンメトリー
5.2.1可逆系
5.2.2準可逆系
5.2.3非可逆系
5.2.4さまざまなボルタモグラム
5.3ポーラログラフィー
5.4パルス法およびステップ法
5.4.1ポテンシャルステップクロノアンペロメトリー(PSCA)
5.4.2ポテンシャルステップクロノクーロメトリー(PSCC)
5.4.3クロノポテンショメトリー(CP)
5.4.4ノーマルパルスボルタンメトリー(NPV)
5.4.5ディファレンシャルパルスボルタンメトリー(DPV)
5.4.6スクエアウェーブボルタンメトリー(SWV)
5.5対流ボルタンメトリー
5.5.1概要
5.5.2回転ディスク(円盤)電極法
5.5.3回転リングディスク(円盤)電極法
5.5.4チャネルフロー電極法
5.6微小電極法
5.6.1基礎
5.6.2微小電極の作製と必要な装置
5.6.3データの取扱い
5.7電気化学分析
5.7.1pH測定法
5.7.2ボルタンメトリー分析
5.7.3電量分析
5.7.4電気化学滴定
5.7.5HPLC用電気化学検出器
5.7.6フローインジェクション分析(FIA)
5.7.7電気泳動分析
5.8交流インピーダンス法
 
5.8.1基礎
5.8.2測定装置と測定条件
5.8.3周波数応答と電気的等価回路
5.9分光法
5.9.1赤外分光法
5.9.2ラマン分光法
5.9.3紫外可視分光法
5.9.4シンクロトロン放射光の応用
5.9.5光音響分光法(PAS)
5.9.6核磁気共鳴法
5.9.7中性子回折・散乱法
5.9.8イメージング
5.10水晶振動子測定法
5.10.1水晶振動子(QCM)
5.10.2測定法
5.10.3質量変化
5.10.4注意点
5.10.5応用例
5.11ケルビン法
5.12エリプソメトリー
5.13電気化学走査トンネル顕微鏡
5.13.1走査トンネル顕微鏡(STM)の原理
5.13.2単結晶金属基板
5.13.3走査電気化学顕微鏡(SECM)
5.13.4その他の走査顕微鏡の応用
5.14熱分析
5.14.1示差熱分析(DTA)・示差走査熱量測定(DSC)
5.14.2熱重量測定(TG)
5.14.3熱膨張測定(TD)
5.15ノイズ対策
5.15.1はじめに
5.15.2ノイズの基本
5.15.3ノイズ対策
 参考文献
 

 溶融塩・イオン液体
6.1溶融塩・イオン液体の物性
6.1.1溶融塩・イオン液体の種類と分類
6.1.2溶融塩の物性
6.1.3イオン液体の略称と物性
6.2溶融塩・イオン液体の電気化学
6.2.1無機系溶融塩の電気化学
6.2.2イオン液体の電気化学
a.参照極
 
b.標準電極電位
c.イオン液体における電気化学測定
d.汎用室温イオン液体の輸送特性と支配因子
6.3溶融塩・イオン液体の利用法
6.3.1溶融塩の電気化学プロセスへの応用
6.3.2イオン液体の電気化学プロセスへの応用
6.3.3イオン液体を用いたデバイス
 参考文献
 

 固体イオニクス
7.1固体イオニクスとは
7.2固体イオニクス材料の種類と分類,基本的性質
7.2.1物質のイオン伝導特性
7.2.2イオン伝導体の分類
7.3固体内のイオン・電子輸送現象
7.3.1欠陥平衡
7.3.2荷電粒子輸送の現象論とダイナミックス
7.4固体イオニクス材料の評価法
7.4.1全電気伝導率,部分電気伝導率,輸率−実験構成方法
7.4.2欠陥(てんびん,分光法)
7.4.3拡散係数
a.緩和法(重量法および電気伝導率緩和法)
b.トレーサー法
c.NMR法による拡散係数決定
7.5イオン伝導率,輸率,温度係数
 
7.6固体電解質系の電極反応論
7.6.1固体電解質系電極反応の一般的特徴
7.6.2さまざまな状態の電極と固体電解質との界面
7.6.3固体電解質系電極における過電圧の由来:部分イオンブロッキング現象と界面における化学ポテンシャル
7.6.4固体電解質系におけるバトラー-フォルマー式の物理化学的意味
7.7電極反応測定法
7.7.1電気化学測定法
7.7.2その他の測定法
7.8固体イオニクスの関連する現象
7.8.1混合伝導体と気体透過
7.8.2NEMCA効果,触媒作用
7.9ナノイオニクス現象
 参考文献
 

 電気化学材料
8.1電解用材料
8.1.1電解における材料の役割
8.1.2炭素電極
8.1.3金属電極
8.1.4金属酸化物電極
8.1.5電極の形態
8.1.6電解槽と電流の分布
8.2二次電池用材料
8.2.1二次電池における材料の役割
8.2.2正極材料
8.2.3負極材料
8.2.4電解質材料
8.2.5セパレーター
8.2.6バインダー,電解質用高分子
 
8.3燃料電池用材料
8.3.1燃料電池における材料の役割
8.3.2燃料電池用電解質
8.3.3電極触媒
8.3.4ガス拡散電極
8.3.5膜・電極複合体(MEA)材料
8.3.6バイポーラープレート
8.4電気化学膜プロセス
8.4.1膜プロセスにかかわる基礎理論
8.4.2膜プロセスにおける材料の役割
8.4.3膜素材の構造と性質
8.4.4応用プロセス
 参考文献
 

 有機電気化学
9.1総 論
9.2有機電極反応論
9.2.1有機電極反応の反応型
9.2.2有機電極反応の反応機構
9.2.3各元素ごとの反応
9.3有機電解法
9.3.1はじめに
9.3.2電解セル
9.3.3電源
9.3.4電極材料および参照極
9.3.5溶媒,支持電解質
9.3.6定電流電解と定電位電解
9.4新しい有機電解システム
9.4.1メディエーター
 
9.4.2電極発生酸・塩基
9.4.3反応性電極
9.4.4修飾電極
9.4.5両極電解合成
9.4.6ユニークな反応場を利用した電解
9.4.7環境調和型電解
9.4.8カチオンプール法
9.4.9マイクロフロー電解
9.5有機化合物の酸化還元電位
9.5.1官能基と酸化還元電位
9.5.2電位窓
9.5.3データ集の検索
 参考文献
 

 光電気化学
10.1光電気化学の歩み
10.2半導体電極
10.2.1半導体電極と溶液との平衡
10.2.2半導体電極反応理論
10.2.3半導体電極の測定
10.2.4半導体電極の応用
10.3半導体光触媒
10.3.1半導体粒子のエネルギー構造
10.3.2光触媒の原理
a.光触媒反応機構
b.光誘起親水化機構
10.3.3.エネルギー獲得型光触媒
10.3.4環境浄化型光触媒
a.建築材料
 
b.水・空気・土壌の浄化
c.環境浄化型光触媒−可視光応答光触媒
10.3.5光触媒のいろいろな応用
a.有機合成
b.冷却効果
c.画像形成法としての応用
10.4色素増感
10.4.1色素増感の機構
10.4.2色素増感の応用
10.5電気化学発光
10.5.1半導体電極からの発光
10.5.2溶液からの発光
 参考文献
 

 生命科学と電気化学
11.1生命科学と電気化学
11.1.1“生物電気化学”から“生命科学と電気化学”へ
11.1.2生命システムの電子授受
11.1.3生命システムのイオン移動
11.1.4生命システムと電気化学テクノロジー
11.2タンパク質の電気化学
11.2.1はじめに
11.2.2タンパク質の酸化還元電位測定
11.2.3酵素触媒電極反応
11.2.4DET型酵素触媒電極反応
11.2.5MET型酵素触媒電極反応
11.2.6メディエーターの選択
11.2.7バイオ燃料電池
11.2.8バイオセンサ
11.3生体膜の電気化学
11.3.1細胞電位解析
11.3.2膜電位理論
11.3.3パッチクランプ
11.3.4クロスメンブランポテンシャル
11.3.5細胞膜インピーダンス
11.3.6細胞融合
11.4細胞と電気化学
11.4.1細胞の電気効果
11.4.2細胞の電極との反応
 
11.4.3電気化学的な殺菌・生物付着防止
11.4.4直接電気刺激による細胞の遺伝子発現制御
11.4.5細胞接着の制御
11.4.6薬品を電気的に経皮導入する技術
11.4.7まとめ
11.5細胞の操作と制御
11.5.1電気的な細胞操作と計数法
11.5.2細胞インターフェイシング
11.6バイオセンシングとバイオイメージング
11.6.1低侵襲・非侵襲センシング
11.6.2バイオイメージング,神経機能センシング
11.7生物電気化学の将来展望
11.7.1はじめに
11.7.2バイオセンサ・バイオエレクトロニクスの新しい時代へ〜直接電子移動型のバイオエレクトロニクス〜
11.7.3バイオセンシング技術の次なるターゲット〜臨床診断からセラノスティクスバイオセンシングへ〜
11.7.4人工臓器と生物電気化学〜バイオデバイスの生体システムへのインテグレーション〜
11.7.5合成生物学と生物電気化学〜未知への領域へ〜
 参考文献
 
応用編
 

 工業電解
12.1電解プロセス概論
12.1.1電解プロセスの特徴
12.1.2電解プロセスのエネルギー管理
12.1.3工業電解の電極製造プロセス
12.2水電解
12.2.1水電解の原理
12.2.2アルカリ水電解
12.2.3固体高分子形水電解
12.2.4高温水蒸気電解(酸化物固体電解質水電解法)
12.3食塩電解
12.3.1食塩電解の原理
12.3.2イオン交換膜法食塩電解
12.3.3酸素カソード法
12.3.4その他の電解法:隔膜法,水銀法
12.4金属の電解精製・電解採取
12.4.1電解精製・電解採取の原理
12.4.2水溶液電解精製
12.4.3水溶液電解採取
12.4.4溶融塩電解
a.概説
b.アルミニウム
c.希土類金属
d.マグネシウム
 
e.その他の金属
f.フッ素
g.三フッ化窒素
12.4.5レアメタルの製錬
12.5電解無機合成
12.5.1電解無機合成の特徴
12.5.2マンガン化合物
12.5.3ハロゲン酸塩
12.5.4核燃料製造およびサイクルなどへの電気化学的展開
12.5.5過硫酸塩,オゾン,過酸化水素
12.6有機電解合成
12.6.1有機電解合成の特徴
12.6.2アジポニトリルの電解合成
12.6.3フタリドとt-ブチルベンズアルデヒドの両極電解合成
12.6.4その他の有機電解合成
12.7電気透析
12.7.1電気透析の原理
12.7.2海水の濃縮
12.7.3バイポーラー膜電気透析
 参考文献
 

 腐食・防食
13.1腐食の基礎
13.1.1腐食機構
13.1.2腐食現象と形態
13.2腐食の評価・試験法
13.2.1腐食速度の評価法
13.2.2局部腐食初期過程の評価
13.2.3局部腐食の電気化学的試験法
13.3防食法
13.3.1防食の原理
 
13.3.2表面被覆
13.3.3環境処理
13.3.4電気防食
13.4防食の実例
13.4.1鋼構造物
13.4.2動力,エネルギー関連機器
13.4.3環境技術・公害防止関連機器
13.4.4電子部品
 参考文献
 

 表面処理
14.1総論
14.2電気めっき
14.2.1電気めっきの基礎
14.2.2電気めっき各論
14.2.3特殊なめっきプロセス
14.3無電解めっき
14.3.1無電解めっきの基礎
14.3.1無電解めっき各論
14.4アノード酸化
14.4.1アルミニウムのアノード酸化
14.4.2ほかの金属のアノード酸化
14.4.3半導体のアノード酸化
14.5電解研磨と電解加工
14.5.1電解研磨
 
14.5.2電解加工
14.5.3エッチング
14.6その他の湿式表面処理
14.6.1電鋳
14.6.2電着塗装
14.6.3化成処理
14.6.4有機単分子処理
14.7乾式法による表面処理
14.7.1PVD
14.7.2CVD
14.7.3溶射
14.7.4今後の期待
 参考文献
 

 電 池
15.1電池の形式と分類
15.1.1電池の発電原理
15.1.2電池の構成要素
15.1.3電池の用語
15.1.4電池の分類
15.1.5電池の用途
15.2一次電池
15.2.1マンガン乾電池
15.2.2アルカリマンガン電池
15.2.3リチウム電池
15.2.4空気電池
15.2.5その他の一次電池
 
15.3二次電池
15.3.1鉛蓄電池
15.3.2ニッケル-カドミウム電池
15.3.3ニッケル-金属水素化物電池
15.3.4その他の二次電池
15.4リチウムイオン二次電池
15.4.1概要と構造
15.4.2負極材料
15.4.3正極材料
15.4.4電解質
15.4.5その他の部材
 参考文献
 

 燃料電池
16.1燃料電池の形式と分類
16.2燃料電池の熱力学とエネルギー変換
16.2.1燃料電池反応と効率
16.2.2効率低下要因
16.2.3熱の発生と除去
16.2.4燃料電池の効率と熱機関の効率
16.3各種燃料電池のシステムと材料
16.3.1りん酸形燃料電池
 
16.3.2アルカリ形燃料電池
16.3.3固体高分子形燃料電池
16.3.4溶融炭酸塩形燃料電池
16.3.5固体酸化物形燃料電池
16.3.6直接形メタノール燃料電池
16.3.7その他の燃料電池
 参考文献
 

 キャパシタ
17.1キャパシタ概論
17.1.1キャパシタの原理
17.1.2キャパシタの発展の歴史
17.1.3キャパシタの種類と特徴
17.1.4キャパシタの今後の展望
17.2各種キャパシタの構造と性能および用途
17.2.1フィルムキャパシタ
17.2.2セラミックキャパシタ
 
17.2.3マイカキャパシタ
17.2.4ガラスキャパシタ
17.2.5電解キャパシタ
a.アルミニウム電解キャパシタ
b.タンタル電解キャパシタ
c.有機ポリマーキャパシタ
17.2.6電気二重層キャパシタ
 参考文献
 

 センサ
18.1総 論
18.1.1物理センサ
18.1.2化学センサ
18.2ガスセンサ
18.2.1概説
18.2.2固体電解質ガスセンサ
18.2.3半導体ガスセンサ
18.2.4湿度センサ
18.2.5接触燃焼式ガスセンサ
18.2.6マイクロガスセンサ
18.2.7電気化学式ガスセンサ
18.2.8圧電式ガスセンサ
18.2.9光学式ガスセンサ
18.2.10電界効果式ガスセンサ
18.2.11ガスセンサの新展開
18.3イオンセンサ
18.3.1イオン選択性電極
 
18.3.2イオン感応性電界効果トランジスター
18.3.3イオンセンサの新展開
18.4バイオセンサ
18.4.1概説
18.4.2グルコースセンサ
18.4.3酵素センサ
18.4.4DNAセンサ
18.4.5免疫センサ
18.4.6細胞センサ
18.4.7微生物を利用したバイオセンサ
18.4.8表面プラズモン共鳴を利用したバイオセンササ
18.4.9電気化学イメージングセンサ
18.4.10ホトイメージセンサ
18.4.11バイオセンサの新展開
 参考文献
 

 電子・情報材料
19.1シリコンと半導体デバイス
19.1.1シリコンウェハー
19.1.2シリコン半導体デバイス
19.1.3半導体集積回路と周辺技術
19.2化合物半導体と光デバイス
19.2.1化合物半導体の性質と特徴
19.2.2発光および受光デバイス
19.3メモリー・記録材料
19.3.1磁気ディスク・ヘッド材料
19.3.2光ディスク材料
 
19.3.3ハードコピー材料
19.4電子部品材料
19.4.1回路実装材料
19.4.2表示材料
19.4.3MEMS
19.5マイクロファブリケーション
19.5.1ホトレジスト材料
19.5.2電鋳・ナノインプリント
 参考文献
 

 環境・エネルギーへの応用
20.1エネルギー総論
20.1.1エネルギーとは
20.1.2エネルギー資源
20.1.3エネルギーと環境問題
20.2エネルギー論
20.2.1原子力エネルギー
20.2.2水素エネルギー
20.2.3太陽エネルギー
 
20.3環境と電気化学
20.3.1水処理
20.3.2産業廃棄物処理
20.3.3地球温暖化問題
20.3.4クリーン環境と電気化学
20.3.5環境浄化
20.3.6環境モニタリング
 参考文献
 
 
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