2020年秋学期 - 電池社会 / BATTERY SOCIETY
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X1016 電池社会 BATTERY SOCIETY |
特設科目 Special Seminars 2 単位 |
| 実施形態 | 完全オンライン |
| 開催日程 | 秋学期 木曜日４時限 |
| 担当教員 | 堀江 英明（ホリエ ヒデアキ） |
| 関連科目 | |
| 開講場所 | SFC |
| 授業形態 | 講義 |
| 履修者制限 |
履修人数を制限する Only the selected students can take this course. |
| 履修条件 | |
| 使用言語 | 日本語 |
| 連絡先 | hihorie2009@gmail.com |
| 授業ホームページ | |
| 同一科目 | |
| 学生が利用する予定機材/ソフト等 | |
| 設置学部・研究科 | 総合政策・環境情報学部 |
| 大学院プロジェクト名 | |
| 大学院プロジェクトサブメンバー | |
| ゲストスピーカーの人数 | 0 |
| 履修選抜・課題タイプ=テキスト登録可 | false |
| 履修選抜・選抜課題タイプ=ファイル登録可 | false |
| GIGAサティフィケート対象 | |
| 最終更新日 | 2020/08/26 18:21:40 |
科目概要
21世紀は依然世界的なエネルギー興亡の時代であることを考えるとき、我々の大きな使命の一つは、社会を支える効率的でクリーンな新エネルギーシステムを創造し、地球規模でエネルギー革命を先導するシナリオを描くことであろう。高性能電池の出現により、遂に電気は貯められるという革命的なパラダイムがもたらされ、情報とエネルギーが電子を介して統合されることで、21世紀を通して、高度情報・エネルギーネットワークが創出されてゆくと期待される。人類が初めて手にするこの無限とも思われる可能性は、未来の我々の生活にどのように大きなインパクト与え、地域・社会を含め全く新しい人工物の概念を生み出し、21世紀以降の新社会（『電池社会』）を形作ってゆくことになるのだろうか。本講義を通し、未来を生み出すための将に現在進行形の課題として、願わくは共に構想してゆけるならと考える。
The twenty-first century is still the century competing globally for energy. One of our main missions would be to recreate much more clean and efficient new energy systems to sustain the future society, which could also show us a possible scenario for leading modern energy revolution on the earth.
We are now witnessing the emergence of high-performance battery in our society, whose paradigm shift of electricity reservation could bridge and make information and energy united together to finally establish highly-integrated information-energy networks. We could not imagine yet how far this dizzy paradigm shift could bring us, meanwhile, it would certainly impact our society irreversibly to create utterly new artifacts far beyond our current imagination to form pieces of “the future battery society” to come.
We sincerely wish we could envisage this new concepts and a taste of the future through this unique series of lectures.
授業シラバス
主題と目標／授業の手法など
電気は貯められないことを前提に今までシステムは構築されてきましたが、高性能電池の出現により、広汎なシステムで電気エネルギーは貯められることが可能となりつつあります。また同時に、数十年かけて飛躍的に高度化した情報技術と、（無数の電池と結合することで、多彩なコントロールの自由度を得ることになった）既存の電力エネルギー網が、電子を介して統合されることで、高度情報・エネルギーネットワークが生み出されることになります。人類が初めて手にするこの無限とも思われる可能性は、我々の生活にどのような大きなインパクト与え、地域・社会を含めた全く新しい人工物の概念を生み出し、21世紀以降の社会（『電池社会』）を形作ってゆくことになるのでしょうか。この世界的にみても急激な変化の時代にあって、想像（構想）力を駆使し多彩な行動力と組み合わせることで自ら独創的な提案を生み出し推進する、このような視点/マインドに関しても同時に考えてゆけるならと念じています。/授業は講義形式で行います。
Electricity has not been supposed to be reserved till today, meanwhile, the emergence of high-performance batteries could give a dramatic change of this perspective. When electricity could be actually accumulated and saved accurately as planned, information technology of today could be consolidated with electricity completely, which could freely control electric energy anywhere within synthesized systems as information technology could make serve an array of batteries as free parameters for every energy conservation equation at any given moment.
How this possibility could lead us to create a large variety of new concepts and bring artifacts unlike anything someone has ever seen before into our society to come, eventually forming “the future battery society” or highly-integrated information-energy networks of the twenty-first century and beyond.
We would like to imagine and draw several pieces of them through this series of lectures. / This is given in a didactic manner.
教材・参考文献
提出課題・試験・成績評価の方法など
成績評価は、(1)学期末のレポート提出 及び (2)幾つかの講義内（毎回の講義ではありません）で行う簡単な小テスト で行います。
Grade is based on (1) a term-end report and (2) very short-and-simple tests, which will be asked at the end of several lectures (not at every lecture)
履修上の注意
授業計画
第1回 電池とは何か（概論１）
[Introduction to battery I : What is battery? ]
本講義の主旨と目指すもの、電池の社会に対して果たす役割、どのような応用がこれから考えられるか？
The theme and aim of this lecture; Role for the society, Application examples
第2回 電池の諸特性を学ぶ（概論2）
[Introduction to battery II : Characteristics of batteries]
身の回りの電池をみてみよう、電池の基本原理
Observing several batteries around us, Principles and mechanism of batteries
第3回 エネルギーとその効率
[Energy and efficiency]
エネルギー効率向上の原理、電池の価値の見方
Improvement of energy efficiency, Measuring of battery values
第4回 EVシステムデザイン
[Electric Vehicle Design]
EVの設計超入門、エネルギー量と走行距離、よりエネルギーを搭載するためのEV用電池の特性
A super-quick introduction to EVs, Energy density and mileage per one charge, Characteristic of Batteries for EVs
第5回 HEVシステムデザイン
[Hybrid Electric Vehicle Design]
HEV車両の設計超入門、出力密度と車両性能の関係、高出力型HEV用電池のデザイン
A super-quick introduction to HEVs, Power density and Vehicle driving performance, Characteristic of batteries for HEVs
第6回 プラグインHEVシステム
[Plug-In Hybrid Electric Vehicle Design]
プラグインHEVの設計超入門、エネルギーと出力を共に満たす電池、熱設計の必要性
A super-quick introduction to PHEVs, Compatibility of power and energy, Thermal design
第7回 電池の高性能化技術 I 電池の高エネルギー化
[High-performance technology I : Higher energy density]
エネルギーを多く貯めるための基礎、電池材料とエネルギー量
Basic ideas for more energy accumulation, Battery materials
第8回 電池の高性能化技術 II 電池の高出力化
[High-performance technology II : Higher power density]
出力密度とは何か？ 輸送論から見た出力、出力密度を向上させるための技術
What is power density? Technology to improve power and energy density
第9回 リニューワブルエネルギーシステム I 風力発電との結合
[Renewable energy system I : Coupling with wind turbines]
風力発電の特性、変動に応じたコントロールの考え方
Performance of wind turbines, Control system design with varied wind conditions
第10回 リニューワブルエネルギーシステム II 太陽電池との結合
[Renewable energy system II : Coupling with solar photovoltaics]
太陽電池発電の特性、電池容量と全体システムの考え方
Characteristics of photovoltaics, Total system consideration for battery capacity
第11回 家庭・地域での利用
[Home / Regional applications]
家庭/地域でのエネルギー利用と蓄電システムの概念、エネルギー利用の変動と緩和
Energy accumulations and utilization from houses to regional applications, Energy consumption, fluctuation and moderation
第12回 情報とエネルギーネットワーク：まとめ
[Wrap-up remarks for the lecture]
エネルギーと情報、電池を軸としたエネルギーコントロールシステム
Synthesized information-energy networks, Energy control system centering on advanced batteries
第13回 移動体、発電のエネルギー効率
[Energy efficiency of transportations]
自動車/環境車両のエネルギー効率
Energy efficiency of vehicles and environmentally friendly vehicles
第14回 環境問題と社会政策
[Environmental Issues and social policies]
大気汚染とその対策
Atmospheric pollution and its solutions and prevention
第15回 電池における資源問題
[Resources of battery materials ]
金属資源とその寿命予測
Metal resources and consumption estimations
15回目に相当するその他の授業計画
* トピックス* 新たに出現しつつある高性能電池の応用とその課題
Topics : Emerging applications for advanced batteries