| Project/Area Number |
20H01890
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 14030:Applied plasma science-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金子 俊郎 東北大学, 工学研究科, 教授 (30312599)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2021: ¥10,270,000 (Direct Cost: ¥7,900,000、Indirect Cost: ¥2,370,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
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| Keywords | ナノ秒パルス放電 / 振動励起 / 窒素固定 / 非自己維持放電 |
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| Outline of Research at the Start |
放電プラズマによる化学合成は，無尽蔵の原料と自然エネルギーで価値ある物質創成が可能なため，持続可能な社会の実現に貢献できる．本研究では，化石燃料に依存しない電力と空気を原料とするプラズマ窒素固定に注目している．高効率なプラズマ窒素固定の実現に重要な，より高い圧力下での体積充填的な振動励起窒素生成を，放電で高効率に実現するために，申請者独自の過電圧生成電離波による非自己維持放電プラズマの生成法を研究する．これにより振動励起窒素を体積的に選択生成することで，高効率なプラズマ窒素固定の実現を目指す．
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| Outline of Final Research Achievements |
Non-self-sustained discharge plasma generation with ionization waves with over-voltage pulses has been experimentally studied for efficient vibrational excitation of nitrogen molecule, a key for highly efficient plasma nitrogen fixation. This research demonstrated selective generation of vibrationally excited nitrogen by reduced electric field control at 0.1 atm. Furthermore, generation and observation of highly-excited nitrogen vibrational states up to v = 13 were experimentally achieved.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
放電プラズマ窒素固定の研究は，無尽蔵原料と自然エネルギーで価値ある物質を創成できるため，化石燃料に依存しない分散可能な窒素固定技術であり，持続可能な社会の実現に寄与する．プラズマ窒素固定のエネルギー効率改善に向けた重要な過程と世界的に認識されている，振動励起窒素の選択生成および高振動励起窒素生成を本研究では先駆的に達成することができた．
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