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超臨界二酸化炭素中におけるサブナノ秒パルス放電プラズマの生成と環境応用

Research Project

Project/Area Number 13J00466
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field 電力工学・電力変換・電気機器
Research InstitutionKumamoto University

Principal Investigator

古里 友宏  熊本大学, パルスパワー科学研究所, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords超臨界二酸化炭素 / ナノ秒パルス放電 / 衝撃波 / パルスパワー / 非平衡プラズマ
Research Abstract

本研究課題では, パルスパワー技術を用いてパルス放電プラズマを超臨界二酸化炭素中に生成して, 未開拓領域である超臨界流体中の放電現象を解明し, 最終的には放電プラズマによって反応性が付加された超臨界流体を用いて新しい応用分野を開拓することを目的とする. 以下に, 本年度に得られた研究成果を示す.
1. 超臨界二酸化炭素中のプラズマ及び衝撃波の計測
超臨界二酸化炭素中に負極性放電を生成し, その時に流れる電流を精度よく計測する事で, 放電内部の状態が高圧ガスに近くなっていることを示唆するデータを得た. また, 負極性放電由来の球状衝撃波を高速度カメラによって連続撮影することに成功し, 衝撃波発生時の特性と衝撃波進展特性を明らかにした。
2. 超臨界二酸化炭素中パルス放電を用いたレアアースリサイクル
研究計画を前倒しして, 超臨界二酸化炭素中にレアアースを添加し, ナノ秒パルス放電を曝露する実験を行った。非熱平衡プラズマよりも熱平衡プラズマの方が反応性が高く応用の可能性があることを明らかにした.
本年度は, 応用の際に必要となる超臨界二酸化炭素中のパルス放電と衝撃波のパラメータについて調査し, その機構や特性を明らかにした. また, レアアースリサイクルへの応用可能性を探る予備実験を行い, 熱平衡プラズマの有用性を示した.

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

Report

(1 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2014 2013

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Prebreakdown process of a negative nanosecond pulsed discharge in supercritical carbon dioxide2014

    • Author(s)
      T. Furusato, H. Tanoue, S. Katsuki, M. Hara, and H. Akiyama
    • Journal Title

      Applied Physics Express

      Volume: 7 Issue: 2 Pages: 026201-026201

    • DOI

      10.7567/apex.7.026201

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Study of Negative Pulsed Breakdown Phenomena in Supercritical Carbon Dioxide2013

    • Author(s)
      T. Furusato, K. Takahashi, H. Tanoue, S. Katsuki, M. Hara and H. Akiyama
    • Journal Title

      Proceedings of 19th IEEE Pulsed Power Conference

      Pages: 1-4

    • DOI

      10.1109/ppc.2013.6627679

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Study of Breakdown Inside a Supercritical Fluid Plasma Switch2013

    • Author(s)
      J. Zhang, T. Furusato, F. J. C. M. Beckers, E. J. M. van Heesch, E. M. van Veldhuizen
    • Journal Title

      Proceedings of 19th IEEE Pulsed Power Conference

      Pages: 1-5

    • DOI

      10.1109/ppc.2013.6627456

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Shock Wave Generated by Negative Pulsed Discharge in Supercritical Carbon Dioxide2013

    • Author(s)
      H. Tanoue, T. Furusato, K. Takahashi, S. H. R. Hosseini, S. Katsuki, M. Hara and H. Akiyama
    • Journal Title

      Proceedings of 19th IEEE Pulsed Power Conference

      Pages: 1-5

    • DOI

      10.1109/ppc.2013.6627468

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] シャドウグラフ法を用いた超臨界二酸化炭素中野負極性パルス絶縁破壊現象の観測2013

    • Author(s)
      大田美由紀, 古里友宏, 高橋和教, 田上裕之, 今道貴大, 勝木淳, 原雅則, 秋山秀典
    • Organizer
      電気関係学会九州支部連合大会
    • Place of Presentation
      熊本大学(熊本県)
    • Year and Date
      2013-09-25
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 超臨界二酸化炭素中の負極性パルス放電による衝撃波進展特性に関する研究2013

    • Author(s)
      今道貴大, 古里友宏, 高橋和教, 田上裕之, 大田美由紀, S. H. R. Hosseini, 勝木淳, 原雅則, 秋山秀典
    • Organizer
      電気関係学会九州支部連合大会
    • Place of Presentation
      熊本大学(熊本県)
    • Year and Date
      2013-09-25
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 高速度カメラを用いた超臨界二酸化炭素内における負極性パルス放電由来の衝撃波の観測2013

    • Author(s)
      田上裕之, 古里友宏, 高橋和教, S. H. R. Hosseini, 勝木淳, 原雅則, 秋山秀典
    • Organizer
      電気学会基礎・材料共通部門大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大学(神奈川県)
    • Year and Date
      2013-09-12
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 超臨界二酸化炭素中における負極性パルス絶縁破壊現象2013

    • Author(s)
      古里友宏, 高橋和教, 田上裕之, 勝木淳, 原雅則, 秋山秀典
    • Organizer
      静電気学会全国大会
    • Place of Presentation
      千葉大学(千葉県)
    • Year and Date
      2013-09-10
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 超臨界二酸化炭素中におけるナノ秒パルス放電現象2013

    • Author(s)
      古里友宏, 高橋和教, 田上裕之, 勝木淳, 原雅則, 秋山秀典
    • Organizer
      西日本放電懇談会
    • Place of Presentation
      ANAホリデイ・インリゾート(宮崎県)
    • Year and Date
      2013-09-09
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] New Extraction Method for Precious Metals using Pulsed Discharge in Supercritical Carbon Dioxide2013

    • Author(s)
      K. Takahashi, T. Furusato, H. Tanoue, S. Katsuki, M. Sasaki, M. Hara and H. Akiyama
    • Organizer
      IEEE Pulsed Power & Plasma Science Conference
    • Place of Presentation
      San Francisco, California, USA
    • Year and Date
      2013-06-17
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

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