エレクトロクロミズム表示デバイス（電気→色：出力デバイス） / 化学実験Ⅰ 

化学実験Ⅰ
工業への応用
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令和6年3月4日

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工業への応用

化学実験Ⅰ
詳細なテキスト

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エレクトロクロミズム表示デバイス（電気→色：出力デバイス）

テキストのダウンロード
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予習と準備

- 準備してあるもの（←※４年生はココから）
- ◇
電流・電位・電気量の測定とファラデーの電気分解の法則
- 硫酸銅水溶液の調整
電解セルの組立と回路の接続
電流・電位・電気量の測定
- ◇
電池の起電力と分解電圧
- 電池の起電力
分解電圧
- ◇
工業への応用
- アルミニウムのアノード酸化（アルマイト加工）
金属の腐食（エッチング加工）
酸化マンガン（Ⅳ）の還元（アルカリ乾電池）
エレクトロクロミズム表示デバイス（電気→色：出力デバイス）

復習と評価
履修後（
物質化学工学実験Ⅳ・卒業研究）

エレクトロクロミズムシミュレータ

先生：エレクトロクロミズム表示デバイスって聞いたときある？

学生：ないなあ。

先生：電圧印加による電気化学的酸化還元反応によって，物質の色が可逆的に変化するエレクトロクロミック (EC) 現象を応用した表示デバイスのことですね．

先生：簡単にいうと，スイッチひとつで文字が表示されるディスプレイだよ．フラットパネルディスプレイなどにも使われているよ．

先生：航空機の窓の電子カーテンにも使われているよ．

先生：鉄2価(Fe2+)とフェリシアン化物イオン(Fe(CN)63-)が反応して，プルシアンブルーを生成させて，このプルシアンブルーに電圧をかけると色が変化することを利用するんだよ．

エレクトロクロミズムによってディスプレイを作成する。0.02 mol･dm-3 K3[Fe(CN)6]水溶液と0.02 mol･dm-3 FeCl3水溶液をそれぞれ10mLずつ作る。試料極と対極によく洗浄したPtを用いる。
電解還元直前に0.02 mol･dm-3 K3[Fe(CN)6]水溶液と0.02 mol･dm-3 FeCl3水溶液を同時に混入しする。ノギスを使ってアノード側の白金電極の電極面積を算出し、求めた電極面積から電流密度40μA/cm2となる電流値を算出する、求めた電流値となるように抵抗尺の長さを操作し、120s通電する。
試料極Pt表面にプルシアンブルーが析出したら、0.01 mol･dm-3 H2SO4水溶液で洗浄する。
Pt | プルシアンブルー | 1 mol･dm-3 KCl | Ptのような電池を作成し、抵抗尺を使って電位を変化させ色の変化を観察する。色の変化する電位も観察しておく。
電位は銀 | 塩化銀電極を参照電極として用いると電位が－0.459V 付近で色が変わるよ。(参照電極がなくても色の変化は見れるけどね)
Pt | 0.02 mol･dm-3 K3[Fe(CN)6]，0.02 mol･dm-3 FeCl3 | Pt
Pt | プルシアンブルー | 1 mol･dm-3 KCl | Pt

プルシアンブルーが析出すると白金が青色に！

Pt | 0.02M K3[Fe(CN)6]，0.02M FeCl33 | Pt
KCl水溶液中にセット！

図
1 .
エレクトロクロミズムのセル
03-04
化学実験Ⅰ
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15
エネルギー化学

電位を変えると青色が消えた！

藤島昭，相澤益男,井上徹，電気化学測定法 上，技報堂出版株式会社, p.23 (2010).
航空機用電子カーテン

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### エレクトロクロミズム現象

図
2 .
ポリアニリン膜を使ったエレクトロクロミズム現象の観察
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エネルギー化学
化学実験Ⅰ

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### スマートウィンドウ

図
3 .
ハイテクウインドウ　ボーイング787　エレクトロ クロミック スマートウィンドウ　B787　electrochromism
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15
エネルギー化学

## 新型コロナウィルスの影響による在宅実験課題

## 12-04【課題】エレクトロクロミズム表示デバイス

問１．エレクトロクロミズム表示デバイスの実験について，自分が実際に実験をするときの手順をイメージし、準備するもの（名称と数量）を記述してください。

問２．エレクトロクロミズム表示デバイスの実験について，テキストを読んで，自分が実際にセルと作成をするときの手順をイメージして,そのセルの作成手順を記述してください．

問３．エレクトロクロミズム表示デバイスの実験について，テキストを読んで，自分が実際にエレクトロクロミズムの動作確認実験をするときの手順をイメージして,その手順を記述してください.

問４．
エレクトロクロミズム表示デバイス の電池式を記しなさい．

電気化学

https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/Public/53204/53204_03_04.asp

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山形大学
データベースアメニティ研究所

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准教授
伊藤智博

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