2020 Fiscal Year Annual Research Report
Plasma catalysis at gas-surface interface for low-carbon hydrogen society
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18H01208
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
金 賢夏 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 研究グループ長 (20356893)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
寺本 慶之 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (00635328)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 低温プラズマ / プラズマジェット / 触媒 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、低温プラズマとナノ粒子で修飾した触媒の相補的融合における気固界面反応場の基礎的特性を解明し、新規低温触媒反応場の具現化と同時に応用技術として低炭素水素社会への展開に向けた道筋を確立することを目標としている。
今年度の研究では、初年度に開発した大口径プラズマキャンドルの設計指針を確立するため反応器の諸パラメーターの相互関連性について検討を行った。ポーラスセラミックス板を用いる場合細孔経をパーセンミニマムより小さくすることで安定したプラズマキャンドルが生成できる理由をシュリーレン法によりガスの流れを可視化することで、チューブ内部の流体の乱れと空気の混入制御が極めて重要なことを突き止めた。ヘリウムガスの他にネオンガスを用いたジェットはHeより活性種をより多く供給できることを分光測定から明らかにした。突然拡大管の近傍でガスディフューザーを設けることでガス乱れの抑制が可能であることも明らかにした。また、高感度ICCDカメラ及び高速度カメラを用いたプラズマ特性を精査し、パルス的に発生するするストリーマの頻度とチューブ出口でジェットの形成の関連性を明らかにした。チューブの直径、ガスの流量、電極間の距離、接地電極とチューブ出口までの距離などを総合評価し、スケーリングパラメーターを確立できた。プラズマ触媒複合に関する基礎研究では、オゾンを用いたCOの常温酸化をモデル反応として各種触媒の性能評価を行った。その中で銀（Ag）とマンガン(Mn)の二成分触媒が極めて高い活性を示すことと、赤外線カメラを用いた触媒活性の可視化が可能であることをことを見出した。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] The 2020 plasma catalysis roadmap2020
Author(s)
Annemie Bogaerts, Xin Tu, J. Christopher Whitehead, Gabriele Centi, Leon Lefferts, Olivier Guaitella, Federico Azzolina-Jury, Hyun-Ha Kim, William Schneider, Tomohiro Nozaki, Anthony B Murphy, Antoine Rousseau, Frederic Thevenet, Ahmed Khacef, Maria Carreon
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Journal Title
J. Phys D: Appl. Phys
Volume: 53
Pages: 443001 (51pp)
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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