芹澤　信幸 （セリザワ　ノブユキ）

Serizawa, Nobuyuki

写真a

所属（所属キャンパス）

理工学部 応用化学科 （矢上）

職名

准教授

HP
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経歴 【 表示 ／ 非表示 】

  • 2009年04月
    -
    2017年03月

    電力中央研究所, 材料科学研究所

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学歴 【 表示 ／ 非表示 】

  • 2003年04月
    -
    2007年03月

    慶應義塾大学, 理工学部, 応用化学科

    大学, 卒業

  • 2007年04月
    -
    2009年03月

    慶應義塾大学, 理工学研究科, 開放環境科学専攻

    大学院, 修了, 修士

  • 2012年04月
    -
    2015年03月

    慶應義塾大学, 理工学研究科, 総合デザイン工学専攻

    大学院, 修了, 博士後期

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学位 【 表示 ／ 非表示 】

  • 博士（工学）, 慶應義塾大学大学院, 課程

    水晶振動子電極による局所物性のその場測定を組み合わせたイオン液体中における金属の電気化学的析出・溶解に関する研究

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研究分野 【 表示 ／ 非表示 】

  • ナノテク・材料 / エネルギー化学

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研究キーワード 【 表示 ／ 非表示 】

  • めっき

  • イオン液体

  • エネルギー変換・貯蔵

  • 電気化学

  • 電池

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著書 【 表示 ／ 非表示 】

  • イオン液体の実用展開に向けた最新動向

    芹澤信幸，片山 靖, シーエムシー出版, 2022年08月

    担当範囲: イオン液体中におけるレドックス反応と電池への応用,  担当ページ： 106-113

  • Lithium Metal Anode

    Tachikawa N., Serizawa N., Katayama Y., Next Generation Batteries: Realization of High Energy Density Rechargeable Batteries, 2021年01月

    　概要を見る

    Deposition and dissolution of lithium metal have been investigated in an equimolar mixture of lithium bis(trifluoromethylsulfonyl)amide (LiTFSA) and glyme [triglyme (G3) or tetraglyme (G4)] solvate ionic liquid. The limiting current for deposition of lithiumwas not observed probably because of the high concentration of lithium species and a decrease in the local viscosity by the liberation of glyme. On the other hand, the dissolution of lithium was limited due to an increase in the local viscosity by the formation of [Li(TFSA)2]–. The formation of solid electrolyte interphase (SEI) was suggested to form by the cathodic decomposition of the solvate ionic liquids by electrochemical quartz crystal microbalance. Lithium phosphorous oxynitride (LiPON) thin film was found to act as the artificial SEI, which prevented the cathodic decomposition of the solvate ionic liquids and enabled the deposition and dissolution of lithium. The cycle performance of deposition and dissolution of lithiumwas found to be improved by coating a Cu substratewith vapor-grown carbon fiber.

  • Design and New Energy Application of Ionic Liquids

    Seki S., Ono S., Serizawa N., Umebayashi Y., Tsuzuki S., Ueno K., Watanabe M., RSC Smart Materials, 2018年09月

    　概要を見る

    New electrochemical application using room-temperature ionic liquids (ILs) are introduced, such as lithium secondary batteries, electrochemical double layer capacitors, and novel types of electrical devices for sustainable and renewal energy society. ILs have so many combinations, owing to many cation/anion species. In this chapter, we introduce properties from fundamental (general and special physicochemical properties) to electrochemical applications of ILs. We also discuss importance of molecular design and application target of ILs.

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論文 【 表示 ／ 非表示 】

  • The Local Changes in the Physicochemical Properties during Electrode Reactions in a Chlorocuprate Ionic Liquid

    Serizawa N., Kuwahara S., Li X., Katayama Y.

    Journal of the Electrochemical Society 172 （ 4 ）  2025年04月

    ISSN  00134651

    　概要を見る

    The physicochemical and electrochemical properties of an ionic liquid consisting of the dichlorocuprate anion, [CuCl2]-, were investigated. The equimolar mixture of CuCl and 1-butyl-1-methylpyrrolidinium chloride (BMPCl) was found to yield an ionic liquid at 298 K composed predominantly of BMP+ and [CuCl2]-. Fine deposits of metallic Cu were obtained on a glassy carbon electrode by potentiostatic and galvanostatic reduction of [CuCl2]- in CuCl-BMPCl (50.0-50.0 mol%). The overpotential for Cu nucleation was larger on a glassy carbon electrode than on a Pt electrode. The electrochemical deposition and dissolution of Cu were analyzed using an electrochemical quartz crystal microbalance. The local viscosity and density of the electrolyte near the electrode/electrolyte interface increased during both deposition and dissolution of Cu, probably reflecting the shift in the electrolyte composition to the local basic and acidic conditions, respectively.

  • Electrode Reactions of Copper Species in a Bis(fluorosulfonyl)amide Ionic Liquid

    Nobuyuki S., Takumi H., Katayama Y.

    Electrochemistry （(公社)電気化学会）  92 （ 4 ） 043009 2024年04月

    研究論文（学術雑誌）, 共著, 筆頭著者, 責任著者, 査読有り,  ISSN  13443542

    　概要を見る

    The electrode reactions of copper species were investigated in an amide-type ionic liquid, 1-butyl-1-methylpyrrolidinium bis(fluorosulfonyl) amide (BMPFSA). The anodic current assignable to the dissolution of Cu to form monovalent Cu(I) complex was observed at −0.42 V vs. Ag|Ag(I). A pair of anodic and cathodic current peaks attributable to Cu(II)/Cu(I) was observed at 0.5 V, suggesting that a 4 V class redox flow battery combined with a Li metal anode is expected using the redox reaction of Cu(II)/Cu(I) in BMPFSA as the cathode reaction. The electrodeposition of Cu and the quasi-reversible redox reaction of Cu(II)/Cu(I) were affected by the electrode materials.

  • Formation and Breakdown of the Solid-electrolyte Interphase in a Bis(fluorosulfonyl)amide-based Ionic Liquid in the Presence of Lithium Ion

    Sho O., Nobuyuki S., Katayama Y.

    Electrochemistry （(公社)電気化学会）  92 （ 4 ） 043006 2024年04月

    研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り,  ISSN  13443542

    　概要を見る

    The formation and breakdown of the solid electrolyte interphase (SEI) on a Pt electrode were investigated in 1-butyl-1-methylpyrrolidinium bis(fluorosulfonyl)amide (BMPFSA) containing a high concentration of LiFSA using a ferrocene/ferrocenium couple as a redox probe. The formation of the SEI was confirmed at the potential more negative than −1.1 V vs. Ag|Ag(I). However, the SEI was found to disappear at the open circuit potential. The SEI was suggested to form by the dissolution and/or dispersion of the decomposition products in the electrolyte.

  • Formation and Aging of the Solid Electrolyte Interphase on Lithium in Bis(fluorosulfonyl)amide-Type Ionic Liquids

    Serizawa N., Yamashita R., Katayama Y.

    Journal of Physical Chemistry C （Journal of Physical Chemistry C）  127 （ 22 ） 10434 - 10444 2023年04月

    研究論文（学術雑誌）, 共著, 筆頭著者, 責任著者, 査読有り,  ISSN  19327447

    　概要を見る

    The formation and aging of the solid electrolyte interphase (SEI) formed on a Li and Cu electrode in two bis(fluorosulfonyl)amide (FSA-)-type ionic liquids (ILs), 1-methyl-1-butylpyrrolidinium bis(fluorosulfonyl)amide and 1-methyl-1-methoxyethylpyrrolidinium bis(fluorosulfonyl)amide, containing a high concentration of LiFSA were investigated using electrochemical impedance spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), transmission electron microscopy (TEM), and scanning electron microscopy. The intensity of peaks corresponding to the decomposition of the electrolyte in XPS spectra changed with time. The thicknesses of the SEI formed on a Cu electrode in both ILs were estimated to be 20-100 nm by TEM observation. The resistance of SEI increased with the lapse of time although the change in the thickness of the SEI was small, suggesting the aging of the SEI in the ILs was considered to depend on the composition of the SEI rather than the thickness of the SEI. The Li deposits shrank during dissolution. The Li anode became sparse and porous after deposition and dissolution cycles, probably due to the inhomogeneous reaction through the aged SEI. The SEI formation on the surface of the porous deposits was considered to lead to an increase in the polarization and the isolation of the deposits, i.e., the formation of “dead lithium”.

  • Redox Reactions of Ag(I)/Ag and Ferrocenium/Ferrocene in 1-Butyl-1-methylpyrrolidinium Bis(fluorosulfonyl)amide Ionic Liquid

    Kato S., Serizawa N., Katayama Y.

    Journal of the Electrochemical Society （Journal of the Electrochemical Society）  170 （ 4 ）  2023年04月

    ISSN  00134651

    　概要を見る

    The electrode reactions of Ag(I)/Ag and ferrocenium/ferrocene (Fc+/Fc) were investigated in an ionic liquid, 1-butyl-1-methylpyrrolidinium bis(fluorosulfonyl)amide (BMPFSA). The potential of Ag(I)/Ag depended on the logarithm of the concentration of Ag(I), as predicted by the Nernst equation, indicating the Ag(I)/Ag can be used as a reference electrode reaction in BMPFSA. The reversible electrode reaction of Fc+/Fc was observed in BMPFSA by cyclic voltammetry. The donor number of BMPFSA was estimated to be 13 from the difference in the formal potentials of Ag(I)/Ag and Fc+/Fc, indicating the coordination ability of FSA- was slightly stronger than that of bis(trifluoromethylsulfonyl)amide (TFSA-). The diffusion coefficients (D) of Fc and Fc+ were (5.7 ± 0.7) and (3.3 ± 0.2) × 10-7 cm2 s-1, respectively. The ratio of D of Fc+ against that of Fc was smaller than those in TFSA--type ionic liquids, reflecting the higher charge density of FSA-. The standard rate constant (k 0) of Fc+/Fc was estimated to be (5.4 ± 1.1) × 10-3 cm s-1. The apparent activation energy for k 0 was close to the activation energy for D, suggesting the electrode reaction of Fc+/Fc can be regarded as the outer sphere electron transfer reaction with a very small reorganization energy.

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KOARA（リポジトリ）収録論文等 【 表示 ／ 非表示 】

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総説・解説等 【 表示 ／ 非表示 】

  • イオン液体中における金属のアノード溶解時の物質移動と電解研磨

    芹澤　信幸，片山　靖

    表面技術 73 （ 7 ） 353 - 358 2022年07月

    記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）, 共著, 筆頭著者,  ISSN  0915-1869

  • アドミッタンス解析法を用いた電気化学水晶振動子マイクロバランス測定

    芹澤　信幸, 片山　靖

    電気化学 89   292 - 298 2021年09月

    記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）, 共著

  • イオン液体中における金属電析と金属ナノ粒子の電解生成

    芹澤　信幸，片山　靖

    電気化学 88 （ 2 ） 121 - 128 2020年06月

    記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）, 共著

  • 電気化学QCMによるイオン液体中における金属析出・溶解反応の解析

    芹澤 信幸，片山 靖

    表面技術 69 （ 1 ） 10 - 15 2018年01月

    記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）, 共著

  • イオン液体を用いた電気化学デバイスの研究・開発

    関 志朗，芹澤信幸，小野新平

    化学工業 64 （ 2 ） 17 - 22 2013年02月

    記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア）, 共著

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研究発表 【 表示 ／ 非表示 】

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競争的研究費の研究課題 【 表示 ／ 非表示 】

  • 「基礎電気化学」アプローチによる活イオンリッチ反応場の追跡

    2023年04月
    -
    2026年03月

    芹澤 信幸, 学術変革領域研究(B), 補助金,  研究代表者

  • 水晶振動子マイクロバランス法によるリチウム二次電池の電極反応解析

    2019年04月
    -
    2022年03月

    文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 芹澤　信幸, 若手研究, 補助金,  研究代表者

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受賞 【 表示 ／ 非表示 】

  • 功労賞

    2022年03月, 電気化学会関東支部

    受賞区分： 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

  • 溶融塩奨励賞

    2020年11月, 電気化学会 溶融塩委員会, リチウムイオンを含むアミド系イオン液体 中におけるニトロキシラジカルの酸化還元反応

    受賞区分： 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

  • TAKUMI賞

    2013年11月, 電力中央研究所, 水晶振動子の新たな利用法の開拓：電極近傍の電解質イオン液体のダイナミクス解析手法の開発

    受賞区分： その他

  • 国際会議論文発表奨励賞

    2008年12月, 慶應義塾大学大学院理工学研究科, EQCM measurement of Ag deposition in an amide-type room-temperature ionic liquid

    受賞区分： 塾内表彰等

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    Pacific Rim Meeting on Electrochemical and Solid-State Science 2008での発表に関する受賞

  • ポスター賞

    2008年03月, 社団法人 電気化学会, イミド系室温イオン液体中におけるAg(I)/Ag電極反応

    受賞区分： 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

    　説明を見る

    電気化学会第75回大会におけるポスター発表に関する受賞

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担当授業科目 【 表示 ／ 非表示 】

  • 応用化学輪講

    2025年度

  • ナノスケール科学ジョイントセミナー

    2025年度

  • マテリアルデザイン科学ジョイントセミナー

    2025年度

  • 理工学基礎実験

    2025年度

  • 応用化学実験Ｃ

    2025年度

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担当経験のある授業科目 【 表示 ／ 非表示 】

  • 応用化学実験C

    慶應義塾

    2017年04月
    -
    2018年03月
    , 

    秋学期, 実習・実験

  • 理工学基礎実験

    慶應義塾

    2017年04月
    -
    2018年03月
    , 

    春学期, 実習・実験

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社会活動 【 表示 ／ 非表示 】

  • サイエンスメンター

    日本科学協会

    2018年09月
    -
    2019年08月
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所属学協会 【 表示 ／ 非表示 】

  • 表面技術協会, 

    2018年09月
    -
    継続中

  • イオン液体研究会, 

    2017年10月
    -
    継続中

  • 電池技術委員会, 

    2017年06月
    -
    継続中

  • 溶融塩委員会, 

    2017年06月
    -
    継続中

  • The lectrochemical Society, 

    2017年04月
    -
    継続中

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委員歴 【 表示 ／ 非表示 】

  • 2021年01月
    -
    2024年01月

    事務局長, 電気化学会溶融塩委員会

  • 2020年12月
    -
    2022年03月

    事務局長, 第62回電池討論会実行委員会

  • 2025年03月
    -
    継続中

    会誌編集幹事, （公社）電気化学会

  • 2024年03月
    -
    2025年03月

    会誌編集副幹事, （公社）電気化学会

  • 2022年03月
    -
    2024年03月

    代議員, 電気化学会

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