Control of combustion chemistry with the help of nonequilibrium plasma

• Project/Area Number: 22340170
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Plasma science
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: SASAKI Koichi 北海道大学, 大学院・工学研究院, 教授 (50235248)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): AKASHI Haruaki 防衛大学校, 応用科学群, 准教授 (20531768)
• Project Period (FY): 2010 – 2012
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥16,900,000 (Direct Cost: ¥13,000,000、Indirect Cost: ¥3,900,000); Fiscal Year 2012: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000); Fiscal Year 2011: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000); Fiscal Year 2010: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
• Keywords: プラズマ支援燃焼 / 非平衡燃焼化学反応 / 電子エネルギー / マイクロ波 / 誘電体バリア放電 / 電子加熱 / 予混合バーナー火炎 / ラジカル密度

Research Abstract

We have realized nonequilibrium combustion chemistry with the help of nonequilibrium plasmas, where the temperature of electrons is much higher than the temperatures of atomic/molecular species. We used the irradiation of microwave and the superposition of dielectric barrier discharge onto a premixed gas burner flame for realizing the nonequilibrium combustion states.

Research Products

• [Journal Article] 定常予混合バーナーの燃焼におよぼすプラズマ支援効果 (2013)
  • Author(s): 上杉喜彦,佐々木浩一
  • Journal Title: プラズマ・核融合学会誌 Volume: 89 Pages: 225-225
  • NAID: 110009604184
• [Journal Article] Transition from equilibrium to nonequilibrium combustion of premixed burner flame by microwave irradiation (2012)
  • Author(s): K. Sasaki and K. Shinohara
  • Journal Title: J. Phys. D: Appl Phys Volume: 45 Issue: 45 Pages: 455202-455202
  • DOI: 10.1088/0022-3727/45/45/455202
  • NAID: 120004979560
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Measurements of Rotational Temperature and Density of Molecular Nitrogen in Spark-Plug Assisted Atmospheric-Pressure Microwave Discharges by Rotational Raman Scattering (2011)
  • Author(s): Mansour ElSabbagh, Shinichiro Kado, Yuji Ikeda, Koichi Sasaki
  • Journal Title: Jpn.J.Appl.Phys. Volume: 50 Issue: 7R Pages: 76101-76101
  • DOI: 10.1143/jjap.50.076101
  • NAID: 210000070859
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Enhancement of burning velocity in premixed burner flame due to electron heating by microwave irradiation (2011)
  • Author(s): K.Sasaki, K.Shinohara, N.Talada
  • Journal Title: 49th AIAA Aerospace Sciences Meeting Volume: AIAA2011 Pages: 1023-5
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 二次元レーザー誘起蛍光法によるプラズマ支援予混合火炎内のOHラジカル密度計測 (2013)
  • Author(s): 財満和典,石亀裕晃,佐々木浩一
  • Organizer: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • Place of Presentation: 神奈川工科大学
• [Presentation] キャビティーリングダウン吸収分光法によるプラズマ支援バーナー火炎中のOH密度測定におけるミラー径の影響 (2013)
  • Author(s): 財満和典,富岡智,佐々木浩一
  • Organizer: 第30回プ ラズマプロセシング研究会
  • Place of Presentation: アクトシティ浜松
• [Presentation] キャビティーリングダウン吸収分光法によるプラズマ支援バーナー火炎中のOH密度測定におけるミラー径の影響 (2013)
  • Author(s): 財満和典，富岡智，佐々木浩一
  • Organizer: 第30回プラズマプロセシング研究会
  • Place of Presentation: アクトシティ浜松(静岡県)
• [Presentation] 二次元レーザー誘起蛍光法によるプラズマ支援予混合火炎内のOHラジカル密度計測 (2013)
  • Author(s): 財満 和典，石亀 裕晃，佐々木 浩一
  • Organizer: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • Place of Presentation: 神奈川工科大学(神奈川県)
• [Presentation] Simulation of Plasma Assisted Combustion (2) Electron energy distribution functions in methane, oxygen and argon mixture gas (2012)
  • Author(s): 明石治朗, 佐々木浩一, 吉永智一
  • Organizer: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 早稲田大学(東京都)
  • Year and Date: 2012-03-17
• [Presentation] 誘電体バリア放電から供給される高エネルギー電子による予混合バーナー火炎内の燃焼反応活性化 (2012)
  • Author(s): 財満和典, 河野明廣, 佐々木浩一
  • Organizer: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 早稲田大学(東京都)
  • Year and Date: 2012-03-16
• [Presentation] 誘電体バリア放電重畳予混合バーナー火炎の燃焼反応変化のメカニズム (2012)
  • Author(s): 財満和典, 佐々木浩一
  • Organizer: 第47回応用物理学会北海道支部/第8回日本光学会北海道地区合同学術講演会
  • Place of Presentation: 北海道大学(札幌市)
  • Year and Date: 2012-01-06
• [Presentation] Modeling of Plasma Assisted Combustion (2012)
  • Author(s): Haruaki Akashi
  • Organizer: 65th Gaseous Electronics Conference
  • Place of Presentation: AT&T Conference Center, Austin, USA
• [Presentation] Measurement of OH radical density in dielectric barrier discharge enhanced premixed burner flame (2012)
  • Author(s): K. Zaima and K. Sasaki
  • Organizer: 65th Gaseous Electronics Conference
  • Place of Presentation: AT&T Conference Center, Austin, USA
• [Presentation] Timeconstants in the transition between equilibrium and nonequilibrium combustion states of premixed burner flame irradiated by pulsed microwave (2012)
  • Author(s): K. Sasaki and K. Shinohara
  • Organizer: 65th Gaseous Electronics Conference
  • Place of Presentation: AT&T Conference Center, Austin, Austin, USA
• [Presentation] Measurement of OH radical density in premixed burner flame withsuperposition of dielectric barrier discharge using cavity-ringdown absorption spectroscopy (2012)
  • Author(s): K. Zaima and K. Sasaki
  • Organizer: 11th Asia Pacific Conference on Plasma Science and Technology
  • Place of Presentation: Kyoto University, Kyoto, Japan
• [Presentation] Control of combustion chemistry with the help of nonequilibrium plasmas (2012)
  • Author(s): K. Sasaki
  • Organizer: 11th AsiaPacific Conference on Plasma Science and Technology
  • Place of Presentation: Kyoto University, Kyoto, Japan
• [Presentation] 近赤外キャビティーリングダウン吸収分光法を用いた誘電体バリア放電支援予混合バーナー火炎内の OH ラジカル密度計測 (2012)
  • Author(s): 財満和典,佐々木浩一
  • Organizer: 第73回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 愛媛大学,松山大学
• [Presentation] Simulation of Plasma Assisted Combustion (2): Electron energy distribution functions in methane, oxygen and argon mixture gas (2012)
  • Author(s): 明石治朗,佐々木浩一
  • Organizer: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 早稲田大学
• [Presentation] 誘電体バリア放電から供給される高エネルギー電子による予混合バーナー火炎内の燃焼反応活性化 (2012)
  • Author(s): 財満和典,河野明廣,佐々木浩一
  • Organizer: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 早稲田大学
• [Presentation] 誘電体バリア放電重畳予混合バーナー火炎の燃焼反応変化のメカニズム (2012)
  • Author(s): 財満和典,佐々木浩一
  • Organizer: 第47回応用物理学 会北海道支部/第8回日本光学会北海道地 区合同学術講演会
  • Place of Presentation: 北海道大学
• [Presentation] Control of combustion chemistry with the help of nonequilibrium plasmas (2012)
  • Author(s): K. Sasaki
  • Organizer: 11th Asia Pacific Conference on Plasma Science and Technology
  • Place of Presentation: 京都大学(京都府)
  • Invited
• [Presentation] Measurement of OH radical density in premixed burner flame with superposition of dielectric barrier discharge using cavity-ringdown absorption spectroscopy (2012)
  • Author(s): K. Zaima and K. Sasaki
  • Organizer: 11th Asia Pacific Conference on Plasma Science and Technology
  • Place of Presentation: 京都大学(京都府)
• [Presentation] K. Sasaki and K. Shinohara (2012)
  • Author(s): Time constants in the transition between equilibrium and nonequilibrium combustion states of premixed burner flame irradiated by pulsed microwave
  • Organizer: 65th Gaseous Electronics Conference
  • Place of Presentation: テキサス大学(USA)
• [Presentation] Measurement of OH radical density in dielectric barrier discharge enhanced premixed burner flame (2012)
  • Author(s): K. Zaima and K. Sasaki
  • Organizer: 65th Gaseous Electronics Conference
  • Place of Presentation: テキサス大学(USA)
• [Presentation] 近赤外キャビティーリングダウン吸収分光法を用いた誘電体バリア放電支援予混合 バーナー火炎内のOHラジカル密度計測 (2012)
  • Author(s): 財満 和典，佐々木 浩一
  • Organizer: 第73回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 愛媛大学(愛媛県)
• [Presentation] 誘電体バリア放電重畳予混合バーナー火炎における過渡現象 (2011)
  • Author(s): 財満和典, 明石治朗, 河野明廣, 佐々木浩一
  • Organizer: PLASMA2011
  • Place of Presentation: 石川県立音楽堂(金沢市)
  • Year and Date: 2011-11-22
• [Presentation] マイクロ波照射による空気メタン予混合ガス火炎中の電子の挙動 (2011)
  • Author(s): 明石治朗, 吉永智一, 佐々木浩一
  • Organizer: PLASMA2011
  • Place of Presentation: 石川県立音楽堂(金沢市)
  • Year and Date: 2011-11-22
• [Presentation] Effect of energetic electrons on combustion of premixed burner flame (2011)
  • Author(s): K.Sasaki
  • Organizer: 64th Annual Gaseous Electronics Conference
  • Place of Presentation: Salt Palace Convention Center (USA)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-11-15
• [Presentation] Effect of the superposition of a dielectric barrier discharge onto a premixed gas burner flame (2011)
  • Author(s): K.Zaima, N.Takada, K.Sasaki
  • Organizer: 64th Annual Gaseous Electronics Conference
  • Place of Presentation: Salt Palace Convention Center (USA)
  • Year and Date: 2011-11-15
• [Presentation] Modeling of electron behaviors under microwave electric field in methane and air pre-mixture gas plasma assisted combustion (2011)
  • Author(s): H.Akashi, K.Sasaki, T.Yoshinaga
  • Organizer: 64th Annual Gaseous Electronics Conference
  • Place of Presentation: Salt Palace Convention Center (USA)
  • Year and Date: 2011-11-15
• [Presentation] プラズマ科学から燃焼工学へのアプローチ:プラズマ支援燃焼 (2011)
  • Author(s): 佐々木浩一
  • Organizer: 第27回九州・山口プラズマ研究会
  • Place of Presentation: かんぽの宿柳川(柳川市)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-11-06
• [Presentation] 予混合バーナー火炎への誘電体バリア放電重畳による燃焼反応の変化 (2011)
  • Author(s): 財満和典, 高田昇治, 河野明廣, 佐々木浩一
  • Organizer: 第72回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 山形大学(山形市)
  • Year and Date: 2011-08-31
• [Presentation] Possibility of combustion control with the help of nonequilibrium plasma : plasma-assisted combustion (2011)
  • Author(s): 佐々木浩一
  • Organizer: 第24回プラズマ材料科学シンポジウム
  • Place of Presentation: 大阪大学(茨木市)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-07-20
• [Presentation] 予混合バーナー火炎への誘電体バリア放電重畳による燃焼反応制御 (2011)
  • Author(s): 財満和典, 高田昇治, 佐々木浩一
  • Organizer: 第24回プラズマ材料科学シンポジウム
  • Place of Presentation: 大阪大学(茨木市)
  • Year and Date: 2011-07-20
• [Presentation] 予混合バーナー火炎への誘電体バリア放電重畳による燃焼速度増加のメカニズム (2011)
  • Author(s): 財満和典, 高田昇治, 河野明廣, 佐々木浩一
  • Organizer: 第56回応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 神奈川工科大学、厚木
  • Year and Date: 2011-03-24
• [Presentation] Enhancement of burning velocity in premixed gas burner flame by the superposition of a dielectric barrier discharge (2011)
  • Author(s): K.Zaima, N.Takada, A.Kono, K.Sasaki
  • Organizer: 4th International Conference on Plasma Nanotechnology and Science
  • Place of Presentation: 高山市民文化会館、高山
  • Year and Date: 2011-03-11
• [Presentation] マイクロ波照射による空気メタン予混合ガス火炎中の電子の挙動 (2011)
  • Author(s): 明石治朗,吉永智一,佐々木浩一
  • Organizer: Plasma Conference 2011
  • Place of Presentation: 石川県立音楽堂
• [Presentation] 誘電体バリア放電重畳予混合バーナー火炎における過渡現象 (2011)
  • Author(s): 財満和典,明石治朗,河野明廣,佐々木浩一
  • Organizer: Plasma Conference 2011
  • Place of Presentation: 石川県立音楽堂
• [Presentation] プラズマ科学から燃焼工学へのアプローチ:プラズマ支援燃焼 (2011)
  • Author(s): 佐々木浩一
  • Organizer: 応用物理学会九州支部シンポジウム
  • Place of Presentation: かんぽの宿柳川
• [Presentation] Modeling of electron behaviors under microwave electric field in methane and air pre-mixture gas plasma assisted combustion (2011)
  • Author(s): H. Akashi, K. Sasaki, and T. Yoshinaga
  • Organizer: 64th Gaseous Electronics Conference
  • Place of Presentation: Salt Palace Convention Center, Salt Lake City, USA
• [Presentation] Effect of the superposition of a dielectric barrier discharge onto apremixed gas burner flame (2011)
  • Author(s): K. Zaima, N. Takada, and K. Sasaki
  • Organizer: 64th Gaseous Electronics Conference, Salt Palace Convention Center
  • Place of Presentation: Salt Lake City, USA
• [Presentation] Effect of energetic electrons on combustion of premixed burner flame (2011)
  • Author(s): K. Sasaki
  • Organizer: 64th Gaseous Electronics Conference
  • Place of Presentation: Salt Palace Convention Center, Salt Lake City, USA
• [Presentation] 予混合バーナー火炎への誘電体バリア放電重畳による燃焼反応の変化 (2011)
  • Author(s): 財満和典,高田昇治,河野明廣,佐々木浩一
  • Organizer: 第72回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 山形大学
• [Presentation] Control of combustion reactions in a premixed gas burner flame by the superposition of a dielectric barrier discharge (2011)
  • Author(s): K. Zaima, K. Takada, and K. Sasaki
  • Organizer: 第24回プラズマ材料科学シンポジウム
  • Place of Presentation: 大阪大学
• [Presentation] Possibility of combustion control with the help of nonequilibrium plasma: plasma-assisted combustion (2011)
  • Author(s): K. Sasaki, H. Akashi, and Y. Ikeda
  • Organizer: 第24回プラズマ材料科学シンポジウム
  • Place of Presentation: 大阪大学
• [Presentation] プラズマ支援燃焼における基礎シミュレーション-マイクロ波照射メタン空気予混火炎について (2011)
  • Author(s): 明石治朗,佐々木浩一
  • Organizer: 第56回応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 神奈川工科大学
• [Presentation] 予混合バーナー火炎への誘電体バリア放電重畳による燃焼速度増加のメカニズム (2011)
  • Author(s): 財満和典,高田昇治,河野明廣,佐々木浩一
  • Organizer: 第56回応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 神奈川工科大学
• [Presentation] Enhancement of burningvelocity in premixed gas burner flame by the superposition of a dielectric barrier discharge (2011)
  • Author(s): K. Zaima, N. Takada, A. Kono, and K.Sasaki
  • Organizer: 4th International Conference on Plasma Nanotechnologyand Science
  • Place of Presentation: Takayama PublicCultural Hall, Takayama, Japan
• [Presentation] Enhancement of burningvelocity in premixed burner flame due to electron heating by microwave irradiation (2011)
  • Author(s): K. Sasaki, K. Shinohara, and N.Takada
  • Organizer: 49th AIAA Aerospace Sciences Meeting including the New Horizons Forum and Aerospace Exposition
  • Place of Presentation: Orlando World Center, Orlando, USA
• [Presentation] 予混合バーナー火炎への誘電体バリア放電重畳による火炎形状の変化 (2010)
  • Author(s): 財満和典, 高田昇治, 河野明廣, 佐々木浩一
  • Organizer: プラズマ・核融合学会第27回年会
  • Place of Presentation: 北海道大学、札幌
  • Year and Date: 2010-12-03
• [Presentation] プラズマ支援燃焼:プラズマ応用工学から燃焼工学へのメッセージ (2010)
  • Author(s): 佐々木浩一
  • Organizer: 機械学会関西支部燃焼懇話会
  • Place of Presentation: 立命館大学、草津市 招待講演
  • Year and Date: 2010-10-16
• [Presentation] Spatiotemporal evolutions of gas density and gas temperature in spark-plug assisted atmospheric-pressure microwave discharges (2010)
  • Author(s): M.ElSabbagh, S.Kado, M.Kaneko, Y.Ikeda, K.Sasaki
  • Organizer: Joint 63rd Gaseous Electronics Conference and 7th Inter national Conference on Reactive Plasmas
  • Place of Presentation: Maison de la Chimieパリ、フランス
  • Year and Date: 2010-10-08
• [Presentation] Modeling of electron transport parameters in methane and air mixturegas (2010)
  • Author(s): H.Akashi, K.Sasaki
  • Organizer: Joint 63rd Gaseous Electronics Conference and 7th Inter national Conference on Reactive Plasmas
  • Place of Presentation: Maison de la Chimieパリ、フランス
  • Year and Date: 2010-10-05
• [Presentation] 予混合バーナー火炎へのマイクロ波照射による燃焼状態変化の時定数 (2010)
  • Author(s): 佐々木浩一, 篠原功次, 高田昇治
  • Organizer: 第71回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 長崎大学、長崎
  • Year and Date: 2010-09-16
• [Presentation] メタン空気混合ガス中の電子輸送係数 (2010)
  • Author(s): 明石治朗, 佐々木浩一
  • Organizer: 第71回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 長崎大学、長崎
  • Year and Date: 2010-09-16
• [Presentation] 予混合バーナー火炎への誘電体バリア放電重畳による火炎形状の変化 (2010)
  • Author(s): 財満和典,高田昇治,河野明廣,佐々木浩一
  • Organizer: プラズマ・核融合学会第27回年会
  • Place of Presentation: 北海道大学
• [Presentation] プラズマ支援燃焼:プラズマ応用工学から燃焼工学へのメッセージ (2010)
  • Author(s): 佐々木浩一
  • Organizer: 機械学会関西支部燃焼懇話会
  • Place of Presentation: 立命館大学
• [Presentation] Modeling of electron transport parameters in methane and air mixture gas (2010)
  • Author(s): H. Akashi and K. Sasaki
  • Organizer: Joint63rd Gaseous Electronics Conference and 7th International Conference on Reactive Plasmas
  • Place of Presentation: Maison de la Chimie, Paris, France
• [Presentation] Spatiotemporalevolutions of gas density and gas temperature in spark-plug assisted atmospheric-pressure microwave discharges (2010)
  • Author(s): M. ElSabbagh, S. Kado, M. Kaneko, Y.Ikeda, and K. Sasaki
  • Organizer: Joint 63rd Gaseous Electronics Conference and 7th International Conference on Reactive Plasmas
  • Place of Presentation: Maison de la Chimie, Paris, France
• [Presentation] 予混合バーナー火炎へのマイクロ波照射による燃焼状態変化の時定数 (2010)
  • Author(s): 佐々木浩一,篠原功次,高田昇治
  • Organizer: 第71回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 長崎大学
• [Presentation] メタン空気混合ガス中の電子輸送係数 (2010)
  • Author(s): 明石治朗,佐々木浩一
  • Organizer: 第71回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 長崎大学