サブナノ秒パルス放電プラズマによる省エネルギー型気相化学反応炉の形成

利用亚纳秒脉冲放电等离子体形成节能气相化学反应器

• 批准号: 10J02548
• 负责人: 松本 宇生
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Kumamoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J02548/
• 关键词: ナノ秒パルス; 放電; プラズマ; パルスパワー; サブナノ秒パルス; 窒素酸化物; オゾン; パルスパワー電源; NO除去; 5ns; 2ns

本研究課題は,これまで我々の研究室で用いられてきた極短パルス電圧形成技術を用いて,更なる急峻な電圧の立ち上がりとサブナノ秒オーダーの出力パルス電圧を発生させる「サブナノ秒パルス電源」を開発することを目的としている。本研究課題が実現した場合には,既存の放電プラズマ形成技術と比較して,省エネルギーで,より化学的活性度の高い放電プラズマを形成することが可能となり,これまでエネルギー効率の悪さから実用化が困難とされていた様々なプラズマ処理技術が一気に実用化へ進むことが期待される。以下に本年度に実施した研究内容を記す。1. オゾン生成濃度及び生成量の増加-20℃のチラー水を用いて放電リアクタを外部から冷却することで,これまで40g/m^3で飽和してしまっていた最高オゾン濃度が,62g/m^3まで向上することがわかった.また,原料を酸素から乾燥空気に換えてオゾン生成実験を行った場合には,最高で約25g/m^3のオゾンを生成することができた.2. インピーダンス整合の改善最もエネルギー転送効率の高い条件(装置インピーダンス100Ω,電極長2000mm,印加電圧60kV時)には51.2%というナノ秒パルス電源から放電までのエネルギー転送効率を得ることができた.3. サブナノ秒パルス電源の開発本年度は,Sub-nsパルス放電の前身である2nsパルス放電の特性評価を行った.評価方法としては,本研究室でパルス放電プラズマの特性評価方法として行ってきたNO除去及びオゾン生成実験を50ns,5ns,2nsの3種類のパルス放電を使用して比較した.その結果,2nsパルス放電が極めて高い処理効率を有することが確認され,10ns以下の極短時間領域においても,電極間印加電圧の短パルス化及び立ち上がりの高速化が,プラズマ処理へ高効率化をもたらすことが実証された.(Sub-ns秒パルス電源開発の有用性のエビデンスが得られた.)

该研究主题旨在开发一种“次纳秒脉冲电源”，该电源在我们实验室中一直在我们实验室中使用的超短脉冲电压形成技术在次级纳秒的顺序上产生更陡峭的电压上升和输出脉冲电压。如果实现了这一研究主题，则可以预计，与现有的排放血浆形成技术相比，可以通过节省能量和更高的化学活动形成排放等离子体，并且各种血浆处理技术以前由于能源效率较差而被认为很难将其用于实际使用，以迅速移动到实际使用中。以下是今年进行的研究内容。 1。通过在-20°C下使用冷水机从外部冷却排放反应器，以前以40g/m^3饱和的最大臭氧浓度已改善至62g/m^3。此外，当通过用氧气代替原料为干空气进行臭氧生产实验时，可以生产最大约25g/m^3的臭氧。2。阻抗匹配的提高能量传递效率为51.2％（能量转移效率最高为51.2％（在设备阻抗100Ω，电极长度2000mm，施加的电压60kV）.3。今年的脉冲脉冲电源的发展，我们今年的脉冲脉冲电源的发展，我们评估了2NS脉搏放电的特征，并评估了一个评估的脉搏放电方法，并将其比较。我们在实验室中作为一种脉冲排出血浆的特征方法，使用三种类型的脉冲排放：50n，5N和2NS，因此，确认2NS脉冲的加工效率极高，并且证明了较短的脉冲和较短的脉冲效率，而较短的脉冲效率是较高的速度效果。在血浆处理中。

项目成果

Energy efficiency improvement of nitric oxide treatment using nano-seconds pulsed discharge

利用纳秒脉冲放电提高一氧化氮处理的能效

• 发表时间: 2010
• 期刊: IEEE Transactions on Plasma Science
• 影响因子: 1.5
• 作者: T.Matsumoto;D.Wang;T.Namihira;H.Akiyama
• 通讯作者: H.Akiyama

Gas temperature measurements of nano-seconds pulsed discharge based ozonizer

基于纳秒脉冲放电的臭氧发生器的气体温度测量

• 发表时间: 2011
• 作者: 三村維真理;南学正臣;山本京祐;堤康雅;鈴木健太;堤康雅;堤康雅;堤康雅;堤康雅;堤康雅;堤康雅;堤康雅;堤康雅;堤康雅;堤康雅;堤康雅;堤康雅;中森弘樹;堤康雅;中森弘樹;堤康雅;中森弘樹;T.Matsumoto;松本宇生;Takao Matsumoto
• 通讯作者: Takao Matsumoto

2ナノ秒パルス放電プラズマの形成とその特性評価

2纳秒脉冲放电等离子体的形成及其特性评价

• 发表时间: 2011
• 作者: 三村維真理;南学正臣;山本京祐;堤康雅;鈴木健太;堤康雅;堤康雅;堤康雅;堤康雅;堤康雅;堤康雅;堤康雅;堤康雅;堤康雅;堤康雅;堤康雅;堤康雅;中森弘樹;堤康雅;中森弘樹;堤康雅;中森弘樹;T.Matsumoto;松本宇生
• 通讯作者: 松本宇生