Study of a waste water decomposition mechanism for the Ball lightning like discharge method controlling contact time duration and reaction areas

控制接触时间和反应面积的球状闪电放电法废水分解机理研究

• 批准号: 21K04017
• 负责人: 前山 光明
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Saitama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04017/
• 关键词: 球雷放電; 水処理; ヒロドキシラジカル; OHラジカル; 極性効果; 大気圧放電; 活性種; 難分解性物質処理; 難分解性

2年めである令和4年度では、(1) 活性種ヒドロキシラジカル(以下 OHラジカル)の発生濃度分布測定　および (2) 電極材料が分解処理効果に与える影響、(3) 電極固定方法を変化させることでの再現性の影響　について、特に(2) に重きを置いて研究を実施した。(1) については、吸収分光法によるOHラジカルの絶対密度およびその２次元分布測定により、OHラジカル密度が10^24 から 20^25 1/m^3 と他の発生方法にくらべ3-4桁高い値であることを実験的に示した。この結果は電気学会研究会にて発表した。(2) は、本研究の学会での発表の際指摘されたことで、これまで銅(Cu) を電極材料とした実験だけであったので、他の数種類の材料を用い分解特性の比較を行った。この結果は、全く予想に反して、中心電極、リング状下部電極の極性により変化するが、どちらの場合でも陽極となる電極材料が銅以外では分解特性が極端に低下あるいは、全く分解できないという結果になった。イオン化傾向の材料の並びから銅以外として残るのは銀、白金、金などの貴金属が残されているのみで、令和5年度に白金メッキ電極を用いることで電極材料の効果の原因調査を行う計画である。(3) について、従来の電極の固定方法では、２つの電極同士の距離の影響で、電極までの配線部分の絶縁体の加熱や絶縁破壊が生じ安いことと、固定位置の再現性が低いという課題に対して、容器下部から電極を液体中に配置するよう装置の改良を行った。初期的な実験結果で、従来負電極放電の場合の分解速度の低下の現象に関して印加電圧を上げることで低下の影響を下げ得る可能性があることを実験的に示した。

在2022年的第二年中，研究重点是（1）测量羟基自由基活性物种的浓度分布（以下称为OH自由基），（2）电极材料对分解处理效果的影响，以及（3）通过电极固定方法更改可重复性的效果。关于（1），我们在实验上证明了OH自由基的绝对密度及其通过吸收光谱的二维分布测量表明，OH自由基密度为10^24至20^25 1/m^3，比其他一代方法高的3-4个范围。结果是在电气工程师研究所提出的。 （2）在本研究会议上介绍时指出，并且作为以前仅使用铜（CU）作为电极材料的实验，我们使用其他几种类型的材料比较了分解特性。与期望相反的结果，取决于中央电极和环形下电极的极性，但是在这两种情况下，除铜以外的电极材料的分解特性都极大地降低了，或者根本无法制造分解特性。除铜在面向电离的材料中唯一剩下的是银，铂，黄金和其他贵金属，而将遗留在2023年，在2023年，该公司计划通过使用铂型电极来调查电极材料的影响。 （3）关于（3），在传统的方法中，由于两个电极之间的距离的影响，固定电极，加热和分解到电极上的绝缘体，固定位置的可重复性较低。该设备已得到改进，以便将电极从容器底部放置在液体中。最初的实验结果表明，在常规负电极放电的情况下，增加施加的电压可能会降低下降的影响。

项目成果

真空アーク遮断後の微小粒子に起因したNSDD現象の観測

真空灭弧后微粒引起的NSDD现象观察

• 发表时间: 2022
• 作者: Amira Hassan;Mokhtar Aly;Ahmed Elmelegi;Loai Nasrat;Masayuki Watanabe;Emad A. Mohamed;地主勇輝・稲田優貴・前山光明・山納 康・大坊 昂・浅利直紀・丹羽芳充
• 通讯作者: 地主勇輝・稲田優貴・前山光明・山納 康・大坊 昂・浅利直紀・丹羽芳充

無線給電技術を活用した半導体化インパルス発生器

采用无线电力传输技术的半导体脉冲发生器

• 发表时间: 2023
• 作者: 伊藤 伸弥;山本 恵輔;弓達 新治，尾崎 良太郎;門脇 一則;前山 光明;甲斐祐一郎，藤原周平;佐藤正騎
• 通讯作者: 佐藤正騎

球雷状放電の電極材料による水処理への効果

球状闪电放电电极材料对水处理的影响

• 发表时间: 2023
• 作者: 伊藤 伸弥;山本 恵輔;弓達 新治，尾崎 良太郎;門脇 一則;前山 光明
• 通讯作者: 前山 光明

球雷放電を用いたインジゴカルミンの分解に対する温度の影響

球闪电放电温度对靛蓝胭脂红分解的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: Takayama Teruou;Saitoh Ayumu;Kamitani Atsushi;横倉健児・渋谷侑平・前山光明・稲田優貴
• 通讯作者: 横倉健児・渋谷侑平・前山光明・稲田優貴

球雷放電内における温度とOHラジカル密度分布の分光測定

球状闪电放电温度和OH自由基密度分布的光谱测量

• 发表时间: 2022
• 作者: 伊藤 伸弥;山本 恵輔;弓達 新治，尾崎 良太郎;門脇 一則;前山 光明;甲斐祐一郎，藤原周平;佐藤正騎;濵村航大，柳生義人，馬塲雄成，大島多美子，日比野祐介，猪原武士，佐竹卓 彦，川崎仁晴，林信哉;甲斐祐一郎;渋谷 侑平
• 通讯作者: 渋谷 侑平