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この一冊で測定できる！電気化学インピーダンス入門 ―基本から測定・解析まで―
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エンジニア入門シリーズ

この一冊で測定できる！電気化学インピーダンス入門―基本から測定・解析まで―

著： 松本 太 氏（神奈川大学）
岸岡 真也 氏（群馬大学）
祖父江 和治 氏（神奈川県立産業技術総合研究所）
定価： 3,960円（本体3,600円＋税）
判型： A5
ページ数： 280 ページ
ISBN： 978-4-910558-42-4
発売日： 2025/5/23
管理No： 141

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【目次】

第１章　電気化学測定の基礎

  1. １.１　電気化学反応の構成要件
  2. １.２　電気化学系における電流と電極電位の関係
  3. １.３　電気二重層と溶液抵抗
  4. １.４　電極反応に用いられる電位領域
  5. １.５　3電極を用いる測定法とポテンショスタット
  6. １.６　まとめ

第２章　インピーダンスの基礎

  1. ２.１　インピーダンス解析
  2. ２.２　印加信号に対する応答信号
  3. ２.３　測定から得られるインピーダンス
  4. ２.４　各回路素子および回路の測定によるナイキスト線図
  5. ２.５　各回路素子および回路のインピーダンスの数学的表記
  6. ２.６　回路素子のパラメータの変化に伴うナイキスト線図の形状の変化
    1. ２.６.１　抵抗とコンデンサの並列回路
    2. ２.６.２　抵抗とコンデンサの並列回路を直列に接続した場合
    3. ２.６.３　抵抗とインダクタの並列回路
    4. ２.６.４　抵抗とコンデンサの並列回路と抵抗とインダクタの並列回路を直列に接続した場合
    5. ２.６.５　抵抗とコンデンサの並列回路を2つ並列に接続した場合
  7. ２.７　周波数の変化に伴うナイキスト線図の形状の変化
    1. ２.７.１　抵抗とコンデンサによる2つの並列回路を直列に接続した回路に関する考察
    2. ２.７.２　抵抗とコンデンサの並列回路が示す半円のつぶれ
  8. ２.８　インピーダンス解析ソフトウェアによる測定回路とナイキスト線図の解析
  9. ２.９　インピーダンス測定における注意事項
  10. ２.10　まとめ

第３章　電気化学インピーダンスの基礎

  1. ３.１　電気化学インピーダンスの考え方と解析過程
  2. ３.２　電気化学インピーダンスの測定上の注意
    1. ３.２.１　印加信号のsin波の振幅
    2. ３.２.２　測定における応答信号の不変性
  3. ３.３　電気化学インピーダンスの等価回路の基礎
  4. ３.４　ワールブルグインピーダンス（半無限拡散（Semi-infinite））
  5. ３.５　電子移動速度定数の評価
  6. ３.６　様々な電極反応における等価回路の例
    1. ３.６.１　電極表面に被膜が形成されている場合の等価回路
    2. ３.６.２　腐食反応の基本的な等価回路
    3. ３.６.３　リチウムイオン二次電池の等価回路
    4. ３.６.４　固体電解質におけるイオン伝導の等価回路
    5. ３.６.５　反応中間体が吸着する過程の等価回路
  7. ３.７　まとめ

第４章　複雑な電気化学反応のインピーダンス測定

  1. ４.１　拡散形態による影響
    1. ４.１.１　有限拡散パターン１（Finite length）
    2. ４.１.２　有限拡散 パターン２（Finite space）
    3. ４.１.３　まとめ
  2. ４.２　伝送線モデル
    1. ４.２.１　多孔質電極
    2. ４.２.２　ファラデーインピーダンスが加わった多孔質電極
  3. ４.３　ゲリッシャーインピーダンス

第５章　電気化学インピーダンス測定の実際

  1. ５.１　インピーダンス測定装置の特性
  2. ５.２　測定端子の接続についての注意
  3. ５.３　フーリエ変換を用いた電気化学インピーダンス測定
  4. ５.４　等価回路の要素のパラメータを正しく評価するための方法
    1. ５.４.１　ポテンショスタットを用いた電気化学インピーダンス測定
    2. ５.４.２　対称電極を用いた電気化学インピーダンス測定
    3. ５.４.３　低温での電気化学インピーダンス測定
  5. ５.５　電気化学インピーダンス測定における印加信号の選択：電位振幅と電流振幅
  6. ５.６　不変性が維持されない電気化学系で測定されたインピーダンス結果の解析

第６章　解析ソフトウェアによる実験データのフィッティング操作

  1. ６.１　データフィッティングの作業過程
  2. ６.２　データフィッティングの数学的な取り扱い
    1. ６.２.１　重み付けなし
    2. ６.２.２　比例加重
    3. ６.２.３　係数の重み付け
  3. ６.３　データの不変性を確認する方法
    1. ６.３.１　繰り返し測定
    2. ６.３.２　クラマース－クロニヒ（KK）変換
  4. ６.４　回路モデルの非一意性

第７章　実際の例から学ぶ解析・解釈の方法

  1. ７.１　燃料電池
    1. ７.１.１　燃料電池反応における負性抵抗
    2. ７.１.２　固体高分子電解質のイオン伝導度測定
    3. ７.１.３　固体高分子形電解質燃料電池のインピーダンス測定
  2. ７.２　リチウムイオン二次電池
    1. ７.２.１　全固体電池のインピーダンス測定における参照極
    2. ７.２.２　固体電解質のイオン伝導度の測定
  3. ７.３　電気二重層キャパシタ
    1. ７.３.１　基本的な等価回路とナイキスト線図
    2. ７.３.２　活性炭細孔の構造に依存したナイキスト線図の挙動
  4. ７.４　塗膜の防食特性評価
  5. ７.５　単分子修飾電極および電気化学センサー

第８章　電気化学インピーダンス法の数学的な取り扱い

  1. ８.１　テイラー展開
  2. ８.２　B.V. 式とインピーダンスの関係
  3. ８.３　ワールブルグインピーダンスの数学的記述
  4. ８.４　ファラデーインピーダンスの数学的記述
  5. ８.５　逐次反応（1）に関するインピーダンスの数学的記述
  6. ８.６　逐次反応（2） に関するインピーダンスの数学的記述
  7. ８.７　逐次反応（3）に関するインピーダンスの数学的記述
  8. ８.８　逐次反応（4）に関するインピーダンスの数学的記述

付録

  1. （1） 回路素子の電流と電圧の関係
  2. （2） ボード線図（Bode plot）
  3. （3） 式2-23の導出法
  4. （4） 図2-5-（e）のナイキスト線図の式の導出法
  5. （5） CPEを用いて解析した結果による電気二重層の評価
  6. （6） RLC並列回路のインピーダンス誘導性半円 or 容量性半円
  7. （7） 有限拡散パターン1のインピーダンスの導出
  8. （8） 有限拡散パターン2のインピーダンスの導出

【参考文献】

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