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★燃料電池やリチウムイオン二次電池などの材料開発に携わっている方におすすめです!
★「インピーダンスってなにさ?」の基礎から「Excelを用いたデータ解析法」まで学習できます!!

電気化学におけるインピーダンス測定法解析の基礎と応用

※受付を終了しました。

通信講座概要

略称
インピーダンス測定
通信講座No.
ce150602
開催日
2015年06月03日(水)
講師
山形大学 大学院 理工学研究科 教授 博士(工学) 仁科 辰夫 氏

【ご専門】
・電気化学エネルギー変換(燃料電池・新型二次電池)
・電気化学計測法

【学協会等】
米国電気化学会,国際電気化学会,日本化学会,電気化学会(東北支部支部長),表面技術協会(東北支部幹事),日本規格協会東北支部QSSセミナー教務主任
価格
1名で受講した場合: 43,200円(税込)
2名で受講した場合: 54,000円(税込)
3名で受講した場合: 64,800円(税込)
※4名以上で受講される場合はお問い合わせ下さい。
価格関連備考
※2名以上同時に申込みされた場合、2人目以降は1名につき10,800円(税込)でご受講いただけます。  
スケジュール
6月3日(水) テキストを郵送、第1講の演習問題をメールで送付
7月6日(月) 第1講 演習問題回答締切(メール添付)、第1講の模範解答と第2講の演習問題をメールで送付
7月6日(月) 第2講 演習問題回答締切(メール添付)、第2講の模範解答と第3講の演習問題をメールで送付
9月7日(月) 第3講 演習問題回答締切(メール添付)、第3講の模範解答をメールで送付
10月1日(木) 修了書送付

<受講にあたって>
※テキストは1~3講とも郵送しますが、回答は、Microsoft Word、 Excel(Microsoft Office2003~2013)形式で、電子メールで提出していただきます。
※各講の添削結果や模範解答なども、弊社から随時電子メールにて返信させていただきます。
   
趣旨
 燃料電池やリチウムイオン二次電池などの材料開発に携わっている開発者が、電池メーカからインピーダンス特性のデータ提出を求められ、困っているという状況が多いようです。材料開発に携わっている方々は化学を専門としてきた人が多いようで、そのような方々は数学や物理が苦手というケースが多いようです。ましてや、インピーダンス測定となると、複素数は出てくるし、数式ばかりが目に付いてしまい、はじめから拒絶反応を示してしまうというケースが多いのでしょう。こうくると、「実は私も数学は苦手で苦労したんです。清水の舞台から飛び降りる気持ちでやってみたら、それほどでなかったので、大丈夫ですよ」という台詞が出てくることを皆さんは期待するかもしれませんが、私自身はあまり苦労はしてないんです。おかげで学生に教える側の立場になっている今、「教える」ことの難しさに頭を悩ませています。さて、どうしましょうか?研究室の学生をよく観察していると、高校の物理の知識がまったくない学生が多いのに気付きました。高校で物理をやったとしても、センター試験の範だけのようですね。そこで、この講座の方針を決めました。Excelを使ってグラフ表現をしながら、以下のように講義を進めていきます。
   
プログラム

第1講 インピーダンスってなにさ?


<講座のポイント>
 第1講では、高校の物理に出てくる回路網理論の基礎を中心にします。物理だけではないのですが、高校の教科書の中身を理解できれば、日本の将来は絶対に明るいと断言できるものが、高校の教科書には込められています。これは自信を持って私は断言できます。センター試験だとか、大学入試への対応で肝心の中身を勉強できなかった方は、あるいは物理を履修しなかった方は、不運でしたね。でも心配する必要はありません。副読本としての図解などが1000円以下でどの本屋さんでも購入できますし、高校の教科書も各県の指定本屋さんで一般人が購入することも可能なのです。このような教科書は1000円を越えることはまずありません。是非にも、手元に高校の教科書や図説などをご用意下さい。各県の指定本屋さんは、各県の教育委員会等に問い合わせれば教えてもらえますが、教科書購入は取り寄せになる可能性が高いだろうと思います。

<プログラム>
1-1.回路を構成する基本要素
   1-1-1.抵抗ってなにさ?
   1-1-2.コンデンサ(キャパシタ)ってなにさ?
   1-1-3.コイル(インダクタンス)って何さ?
1-2.オームの法則とキルヒホッフの法則
1-3.交流の基本
1-4.交流の世界でのオームの法則・インピーダンス
1-5.インピーダンスの表現方法
   1-5-1.複素平面にインピーダンスを表現する
   1-5-1.コール・コール(Cole-Cole)プロット(またはNyquistプロット)
   1-5-2.Bodeプロット
1-6.電極反応と基本回路構成要素とのアナロジー(類似性)

 

第2講 電気化学インピーダンス測定法の基礎と原理


<講座のポイント>
 第2講では、測定法の基礎と原理を勉強します。この部分は、数式が大量にでてくることになりますが、その数式がどのようなグラフになるのかをイメージできるようにしてください。数式だけからイメージできない場合にはExcelを使うと良いですね。

<プログラム>
2-1.測定に必要な機器
   2-1-1.ポテンシオスタット・ガルバノスタット
   2-1-2.ファンクションジェネレータ
   2-1-3.オシロスコープ
   2-1-4.周波数応答解析装置(FRA)
   2-1-5.コンピュータとA/D変換を用いた方法
2-2.電極反応のインピーダンス
   2-2-1.電極反応のモデル
   2-2-2.電荷移動過程(活性化過程)・電荷移動抵抗
   2-2-3.半無限拡散インピーダンス
   2-2-4.有限拡散インピーダンス
   2-2-5.薄層有限拡散インピーダンス
   2-2-6.多孔質電極
   2-2-7.定位相要素(Cnstant Phase Element)

 

第3講 Excelを用いたデータ解析法


<講座のポイント>
 第3講では、データの解析法について勉強します。これは、Excelを使って、パラメータフィッティングまできっちりと勉強しましょう。

<プログラム>
3-1.Excelでシミュレーション・理論解を計算する
3-2.Excelでパラメータフィッティング
   3-2-1.Excelのソルバー機能
   3-2-2.Excel VBAでBASICプログラム
   3-2-3.Simplex法・多変量非線形最適化アルゴリズム
   3-2-4.Simplex法のプログラム
   3-2-5.実際にフィッティングしてみよう
3-3.フーリエ変換でインピーダンスを計算する
3-4.ラプラス空間でインピーダンスを計算する
3-5.測定器の応答速度に注意
3-6.ノイズが多いですか?LPFにご注意を。
3-7.実際の電池系のインピーダンスを考える
   
キーワード
電気化学、インピーダンス、電流、電圧、抵抗、測定、リチウム、イオン、二次電池、太陽電池、燃料電池、自動車、講座、通信、PV、LIB、FC