Updated on 2024/03/29

写真a

 
KATAKURA Seiji
 
Organization
Graduate School of Engineering Electrical Engineering 1 Assistant Professor
Graduate School
Graduate School of Engineering
Undergraduate School
School of Engineering Electrical Engineering, Electronics, and Information Engineering
Title
Assistant Professor

Degree 3

  1. 博士(工学) ( 2020.3   京都大学 ) 

  2. 修士(工学) ( 2016.3   京都大学 ) 

  3. 学士(工学) ( 2014.3   京都大学 ) 

Current Research Project and SDGs 1

  1. 次世代二次電池に関する研究

Research History 1

  1. The University of Illinois at Chicago   Department of Physics   Researcher

    2019.4 - 2020.3

      More details

    Country:United States

Education 3

  1. Kyoto University   Graduate School, Division of Engineering   Department of Energy and Hydrocarbon Chemistry

    2016.4 - 2019.3

      More details

    Country: Japan

  2. Kyoto University   Graduate School, Division of Engineering   Department of Energy and Hydrocarbon Chemistry

    2014.4 - 2016.3

      More details

    Country: Japan

  3. Kyoto University   Faculty of Engineering   Undergraduate School of Industrial Chemistry

    2010.4 - 2014.3

      More details

    Country: Japan

Committee Memberships 2

  1. 電気化学会   電気化学会第91回大会実行委員  

    2023.5 - 2024.3   

      More details

    Committee type:Academic society

  2.   第61回電池討論会実行委員会 実行委員  

    2020.11   

      More details

    Committee type:Academic society

 

Papers 10

  1. Analysis of the intermediate states of an electrode slurry by electronic conductivity measurements

    Takeno Mitsuhiro, Katakura Seiji, Miyazaki Kohei, Abe Takeshi, Fukutsuka Tomokazu

    Carbon Reports   Vol. 2 ( 2 ) page: 91 - 96   2023.6

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)   Publisher:The Carbon Society of Japan  

    <p>The electronic resistance of composite electrodes for lithium-ion batteries has a non-negligible effect on the charge–discharge performance at high rates. In order to obtain an electrode with a high-rate performance it is important that conductive materials, such as acetylene black (AB), in the electrode slurry form a good electron conduction network. This study evaluated the electron conduction network of various electrode slurries made using different processes and with different solid contents using electronic conductivity measurements of the electrode slurries. The conductivity of the slurry showed a correlation with the rate performance. Depending on the production method and solid content, the conductivity of the slurry changed. The results suggest that the electron conduction network of the slurry is modified by collisions between the AB and active material particles during kneading and by stirring the slurry with excess solvent during dispersion. Measuring the conductivity of the slurry is expected to help determine the conditions of its manufacture.</p>

    DOI: 10.7209/carbon.020201

    CiNii Research

  2. Evaluation of static differential capacitance at the [C(4)mim(+)][TFSA(-)]/electrode interface using molecular dynamics simulation combined with electrochemical surface plasmon resonance measurements

    Zhang Shiwei, Nishi Naoya, Katakura Seiji, Sakka Tetsuo

    PHYSICAL CHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS   Vol. 23 ( 25 ) page: 13905 - 13917   2021.7

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1039/d1cp01435h

    Web of Science

    Scopus

    PubMed

  3. Relation between Mixing Processes and Properties of Lithium-ion Battery Electrode-slurry

    TAKENO Mitsuhiro, KATAKURA Seiji, MIYAZAKI Kohei, ABE Takeshi, FUKUTSUKA Tomokazu

    Electrochemistry   Vol. 89 ( 6 ) page: 585 - 589   2021

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)   Publisher:The Electrochemical Society of Japan  

    <p>The mixing process of electrode-slurry plays an important role in the electrode performance of lithium-ion batteries (LIBs). The dispersion state of conductive materials, such as acetylene black (AB), in the electrode-slurry directly influences the electronic conductivity in the composite electrodes. In this study, the relation between the mixing process of electrode-slurry and the internal resistance of the composite electrode was investigated in combination with the characterization of the electrode-slurries by the rheological analysis and the alternating current (AC) impedance spectroscopy. Some of the electrode-slurries showed higher value and gentler slope of the dynamic storage modulus in the low-angular-frequency region and higher thixotropic index than the others depending on the way of the mixing process and the AB content, agreeing with the low electronic volume resistivities of the corresponding composite electrodes and the electrode-slurries, which indicates the AB network growth. The results suggested that the low-viscosity state when AB and active electrode material are mixed contributes to the dispersive AB network.</p>

    DOI: 10.5796/electrochemistry.21-00076

    Web of Science

    Scopus

    CiNii Research

  4. Evolution and Reversible Polarity of Multilayering at the Ionic Liquid/Water Interface

    Katakura Seiji, Amano Ken-ichi, Sakka Tetsuo, Bu Wei, Lin Binhua, Schlossman Mark L., Nishi Naoya

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B   Vol. 124 ( 29 ) page: 6412-6419   2020.7

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1021/acs.jpcb.0c03711

    Web of Science

    Scopus

    PubMed

  5. Effect of Switching the Length of Alkyl Chains on Electric Double Layer Structure and Differential Capacitance at the Electrode Interface of Quaternary Ammonium-Based Ionic Liquids Studied Using Molecular Dynamics Simulation

    Katakura Seiji, Nishi Naoya, Kobayashi Kazuya, Amano Ken-ichi, Sakka Tetsuo

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY C   Vol. 124 ( 14 ) page: 7873-7883   2020.4

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1021/acs.jpcc.0c00795

    Web of Science

  6. An electric double layer structure and differential capacitance at the electrode interface of tributylmethylammonium bis(trifluoromethanesulfonyl)amide studied using a molecular dynamics simulation.

    Katakura S, Nishi N, Kobayashi K, Amano KI, Sakka T

    Physical chemistry chemical physics : PCCP   Vol. 22 ( 9 ) page: 5198-5210   2020.3

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1039/c9cp05297f

    PubMed

  7. Potential-Dependent Structure of the Ionic Layer at the Electrode Interface of an Ionic Liquid Probed Using Neutron Reflectometry

    Nishi Naoya, Uchiyashiki Junya, Ikeda Yoichi, Katakura Seiji, Oda Tatsuro, Hino Masahiro, Yamada Norifumi L.

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY C   Vol. 123 ( 14 ) page: 9223-9230   2019.4

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1021/acs.jpcc.9b01151

    Web of Science

    Scopus

  8. Surface Structure of Quaternary Ammonium-Based Ionic Liquids Studied Using Molecular Dynamics Simulation: Effect of Switching the Length of Alkyl Chains

    Katakura Seiji, Nishi Naoya, Kobayashi Kazuya, Amano Ken-ichi, Sakka Tetsuo

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY C   Vol. 123 ( 12 ) page: 7246-7258   2019.3

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1021/acs.jpcc.9b00799

    Web of Science

  9. Static Capacitance at the Electrochemical Liquid-liquid Interface Between Ionic Liquids and Eutectic Ga-In Alloy Measured Using the Pendant Drop Method

    NISHI Naoya, KOJIMA Yasuro, KATAKURA Seiji, SAKKA Tetsuo

    Electrochemistry   Vol. 86 ( 2 ) page: 38 - 41   2018

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)   Publisher:The Electrochemical Society of Japan  

    <p>Static differential capacitance (<i>C</i><sub>dc</sub>) at the liquid-liquid interface between ionic liquids (ILs) and eutectic Ga-In alloy (EGaIn) has been measured using the pendant drop method for two ILs: 1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate ([C<sub>2</sub>mim<sup>+</sup>]BF<sub>4</sub><sup>−</sup>) and 1-octyl-3-methylimidazolium bis(nonafluorobutanesulfonyl)amide ([C<sub>8</sub>mim<sup>+</sup>][C<sub>4</sub>C<sub>4</sub>N<sup>−</sup>]). The potentials of zero charge for the IL|EGaIn interfaces are shifted compared with the IL|Hg interfaces with an amount that can be considered by the difference in the work functions of EGaIn and Hg. The measured <i>C</i><sub>dc</sub> at the [C<sub>2</sub>mim<sup>+</sup>]BF<sub>4</sub><sup>−</sup>|EGaIn interface has well reproduced the camel-shape potential dependence of <i>C</i><sub>dc</sub> at the Hg interface of the same IL at the negatively charged potential region. This suggests that there are little specific interaction between the IL ions with EGaIn and Hg. The [C<sub>8</sub>mim<sup>+</sup>][C<sub>4</sub>C<sub>4</sub>N<sup>−</sup>]|EGaIn has been compared with the [C<sub>8</sub>mim<sup>+</sup>]BF<sub>4</sub><sup>−</sup>|Hg interface where IL-cation is the same but IL-anion is different. Also in that case, <i>C</i><sub>dc</sub> is similar to each other at the negatively charged potential region, which means that accumulated C<sub>8</sub>mim<sup>+</sup> ions at the interface mainly govern the <i>C</i><sub>dc</sub> behavior.</p>

    DOI: 10.5796/electrochemistry.17-00081

    Web of Science

    Scopus

    CiNii Research

  10. A relationship between the force curve measured by atomic force microscopy in an ionic liquid and its density distribution on a substrate.

    Amano KI, Yokota Y, Ichii T, Yoshida N, Nishi N, Katakura S, Imanishi A, Fukui KI, Sakka T

    Physical chemistry chemical physics : PCCP   Vol. 19 ( 45 ) page: 30504-30512   2017.11

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1039/c7cp06948k

    PubMed

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Presentations 22

  1. Evaluation of anode degradation behavior in S ulfide A ll solid state L ithium B attery by Raman spectroscopy

    Kazuma Miura, Ren Agehara, Seiji Katakura, Daigo Nagayama, Koji Kawamoto, Tomokazu Fukutsuka

    2024.3.14 

     More details

    Event date: 2024.3

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

  2. Synthesis and ionic conductivity evaluation of fluoride-ion-conducting composite electrolytes

    Yuya Imaeda, Seiji Katakura, Takeshi Abe, Tomokazu Fukutsuka

    2024.3.16 

     More details

    Event date: 2024.3

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

  3. Finite element analysis for ion transport in composite electrolyte for all-solid-state sodium battery

    Seiji Katakura, Tomokazu Fukutsuka

    The 64th Battery Symposium in Japan  2023.11.29 

     More details

    Event date: 2023.11

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

  4. フッ化物イオン伝導性ポリマー電解質の合成と無機固体電解質との複合化

    今枝佑哉,片倉誠士,安部武志,福塚友和

    第54回中部化学関係学協会支部連合秋季大会  2023.11.11 

     More details

    Event date: 2023.11

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

  5. 有限要素法による全固体二次電池複合化電解質内イオン移動の三次元モデル解析

    片倉 誠士、福塚 友和

    第54回中部化学関係学協会支部連合秋季大会  2023.11.11 

     More details

    Event date: 2023.11

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

  6. ラマン分光測定による硫化物全固体リチウム二次電池負極の劣化挙動の評価

    三浦 和真、揚原 怜、片倉 誠士、長山 大悟、川本 浩二、福塚 友和

    第54回中部化学関係学協会支部連合秋季大会  2023.11.11 

     More details

    Event date: 2023.11

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

  7. Synthesis of fluoride-ion-conducting polymer electrolyte and ion conductive properties

    Yuya Imaeda, Seiji Katakura, Takeshi Abe, Tomokazu Fukutsuka

    2023.9.11 

     More details

    Event date: 2023.9

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

  8. 4電極式セルおよび対称セルを用いた多孔性電極内イオン輸送挙動の評価(3)

    片倉誠士、鈴木康平、福塚友和

    電気化学会第90回大会  2023.3.27 

     More details

    Event date: 2023.3

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

  9. 固体電解質フリー黒鉛合剤電極の電気化学特性

    片倉誠士、佐野航輝、福塚友和

    電気化学会第90回大会  2023.3.28 

     More details

    Event date: 2023.3

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

  10. 固体電解質/液体電解質界面のフッ化物イオン移動挙動(2)

    片倉誠士、南部裕輝、福塚友和、安部武志

    第63回電池討論会   2022.11.9 

     More details

    Event date: 2022.11

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

  11. リチウムイオン電池合剤電極内のイオン伝導挙動評価に関する検討

    鈴木康平、片倉誠士、福塚友和

    第53回 中部化学関係学協会支部連合秋季大会  2022.11.5 

     More details

    Event date: 2022.11

  12. 硫化物全固体リチウム二次電池負極内リチウムイオン移動の解析

    佐野航輝、片倉誠士、福塚友和

    第53回 中部化学関係学協会支部連合秋季大会  2022.11.5 

     More details

    Event date: 2022.11

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

  13. 酸性条件の高濃度水系電解液中の黒鉛へのアニオン挿入反応

    片倉誠士、山本巧巳、落合裕生、福塚友和

    第53回 中部化学関係学協会支部連合秋季大会  2022.11.5 

     More details

    Event date: 2022.11

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

  14. Evaluation of ion transport phenomena in porous electrodes using four-electrode- and symmetric-cell (2)

    Seiji Katakura, Kohei Suzuki, and Tomokazu Fukutsuka

    2022.9.9 

     More details

    Event date: 2022.9

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

  15. Evaluation of ion transport phenomena in porous electrodes using four-electrode- and symmetric-cell

    Seiji Katakura, Kohei Suzuki, and Tomokazu Fukutsuka

    2022.3.17 

     More details

    Event date: 2022.3

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

  16. イオン液体の電気二重層構造 : 分子シミュレーションと実験による解析 Invited

    片倉誠士

    第135回黒鉛化合物研究会  2022.2.9  黒鉛化合物研究会

     More details

    Event date: 2022.2

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:オンライン  

  17. フッ化ランタン/液体電解質界面におけるフッ化物イオン移動

    南部 裕輝・片倉 誠士・嶺重 温・安部 武志・福塚 友和

    第52回 中部化学関係学協会支部連合秋季大会  2021.10.30  中部化学関係学協会支部連合協議会

     More details

    Event date: 2021.10

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:オンライン  

  18. ナトリウムイオン伝導性複合電解質の作製とイオン伝導評価

    藤﨑 佑介・片倉 誠士・福塚 友和

    第52回 中部化学関係学協会支部連合秋季大会  2021.10.30  中部化学関係学協会支部連合協議会

     More details

    Event date: 2021.10

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

  19. Anode reaction of graphite in concentrated aqueous solutions containing Li and Mg salts

    Seiji Katakura, Hiroki Ochiai, and Tomokazu Fukutsuka

    2021.9.8 

     More details

    Event date: 2021.9

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

  20. 固体電解質/液体電解質界面のフッ化物イオン移動挙動

    南部裕輝,片倉誠士,嶺重 温,福塚友和,安部武志

    電気化学会第88回大会  2021.3.24 

     More details

    Event date: 2021.3

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

  21. 導電剤炭素/硫化物固体電解質界面の電気化学挙動

    揚原 怜,笠原颯登,片倉誠士,林 晃敏,辰巳砂昌弘,福塚友和

    第47回炭素材料学会年会  2020.12.10 

     More details

    Event date: 2020.12

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

  22. Simulations of Double Layer Structure and Differential Capacitance of Quaternary Ammonium-Based Ionic Liquids: Effect of Switching the Length of Alkyl Chains International conference

    Seiji Katakura (Nagoya University), Naoya Nishi, Kazuya Kobayashi, Ken-ichi Amano, Testuo Sakka (Kyoto University)

    PRiME 2020 Meeting  2020.10.4  The Electrochemical Society

     More details

    Event date: 2020.10

    Language:English   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:Online  

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Research Project for Joint Research, Competitive Funding, etc. 2

  1. 有限要素法による全固体二次電池複合化電解質の三次元モデル解析

    2022.5 - 2023.5

      More details

    Authorship:Principal investigator  Grant type:Competitive

    Grant amount:\1000000

  2. 異種金属イオン共存系水 有機ハイブリッド電解液の 基礎研究

    2022.5 - 2023.5

      More details

    Authorship:Principal investigator  Grant type:Competitive

    Grant amount:\1000000

KAKENHI (Grants-in-Aid for Scientific Research) 1

  1. 全固体化電池用複合化無機固体電解質の創製

    Grant number:22H02177  2022.4 - 2025.3

    科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    福塚 友和, 片倉 誠士, 松井 敏明

      More details

    Authorship:Coinvestigator(s) 

    脱炭素社会の構築に向けて、再生可能エネルギーから得られる電力の蓄電池へ貯蔵が必須である。大型蓄電池では小型携帯機器と比べて高い安全性が要求されるが、安全性に優れた不燃性の無機固体電池は粉体の固体-固体接合に起因する課題が多く存在するため本格的実用化には至っていない。本研究ではこの課題を解決するために、柔軟性イオン伝導体と無機固体電解質を複合化した新しい全固体化電池電解質の創製を行う研究である。
    2022年度は、ナトリウムイオン伝導性柔軟材料の合成、全固体化電解質中のイオン移動挙動の解明、を中心に取り組んだ。
    ナトリウムイオン伝導性柔軟材料として、まずポリマー電解質を選定した。ポリマー電解質の合成には、ポリエチレンオキシド(PEO)をホストポリマー、ナトリウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)アミド(NaTFSA)をナトリウム塩として用い、アセトニトリルを溶剤としたキャスト法により膜を得た。NaTFSAの含有量、ポリマー電解質膜のエージング条件の最適などに取り組んだ。得られたナトリウムイオン伝導性ポリマー系電解質のイオン伝導度以外の物性に関しては今後評価を進める。さらに、イオン液体複合化バインダーの電解質膜化にも取り組んだ。
    固体電解質に緻密化されたNa-β”-アルミナペレットを用い、両面に作製したポリマー電解質を貼り付け、固体電解質/ポリマー電解質界面のナトリウムイオン移動抵抗の活性化エネルギーを得た。ポリマー電解質では見られない活性化エネルギーを有する円弧成分が見られ、界面ナトリウムイオン移動抵抗と帰属した。これらの活性化エネルギーはポリマー電解質バルクよりも低いものであったが、Na-β”-アルミナペレットのバルク抵抗より大きなものであった。また、Na-β”-アルミナペレットをプレス成型し、その三次元構造解析の予備検討を行った。複合化についても検討を開始し、ポリマー電解質とNa-β”-アルミナ粉末との混合による複合化を行ったが、ポリマー電解質とNa-β”-アルミナ粉末界面での伝導を示唆する結果が得られた。今後はPEOの分子量などを変えた測定を行う。
    ナトリウムイオン伝導性柔軟材料であるポリマー電解質の熱分析などの物性評価が一部遅れている点はあるが、ポリマー電解質と固体電解質粉末の複合化に関する取組を先行して進めており、全体として順調に進んでいると判断できる。
    2023年度は、2022年度の残課題であるポリマー電解質の熱分析などの物性評価に継続して取り組むとともに、固体電解質粉末など種々の材料の変更も念頭にポリマー電解質と固体電解質粉末の複合化手法をより詳細に検討し、研究を進める予定である。

 

Teaching Experience (On-campus) 11

  1. 自動車工学実験2

    2023

  2. 自動車工学実験2

    2022

  3. 電気電子情報工学実験第2

    2022

  4. 電気電子情報工学実験第1

    2022

  5. 電気電子情報工学実験第1

    2021

  6. 電気電子情報工学実験第2

    2021

  7. Automobile Engineering Laboratory II

    2020

  8. 電気電子情報工学実験第2

    2020

     詳細を見る

    電気電子情報工学に関する以下のテーマのうち1つについて、実験の計画案、実行、検討、結果の報告発表を行う。それぞれの自主性・独創性を期待する。
    実験を通して、課題探求と問題解決の過程を体験し、そのテーマに関する確かな知識を獲得するとともに、計画力、応用力、チームワーク能力が養成されることを目的とする。

  9. 電気電子情報工学実験第1

    2020

     詳細を見る

    電気電子情報工学に関する以下のテーマについて実験・レポートの作成を行う。
    実験を通して、線形回路論、電気回路論、電子回路工学、情報理論、電気磁気学、ディジタル回路に関する確かな知識を獲得するとともに、計画力、応用力、チームワーク能力が養成されることを目的とする。

  10. Mathematics I and Tutorial B

    2020

  11. Mathematics I and Tutorial A

    2020

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Social Contribution 1

  1. テクノフロンティアセミナー

    Role(s):Lecturer

    名古屋大学 工学部・大学院工学研究科、公益財団法人 KDDI財団  2023.8