Development of Environmental Process based on Physical and Chemical Phenomena of Multiphase Nanofluidic Plasma

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H01887
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 14030:Applied plasma science-related
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: Watanabe Takayuki 九州大学, 工学研究院, 教授 (40191770)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 学 九州大学, 工学研究院, 准教授 (10707152) ; 茂田 正哉 東北大学, 工学研究科, 教授 (30431521)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 熱プラズマ / 水プラズマ / 有機物分解 / プラズマ温度 / アーク変動 / 可視化

Outline of Final Research Achievements

Decomposition of waste solution was demonstrated by water thermal plasma with mist generation. This is due to a large amount of H, O, and OH radicals in the water plasma. The developed system enables high energy efficiency and a compact design compared to conventional thermal plasma generators. A new waste treatment process utilizing the high chemical activity of water plasma was developed based on the high enthalpy feature of the plasma.

Free Research Field

プラズマ化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

原料の水に由来する豊富なH，O，OHラジカルの存在による高活性，およびプラズマの持つ高エンタルピーという特長から，水プラズマの高化学活性を活用する新しい廃棄物処理プロセスの構築を可能とした。
医薬品やパーソナルケア製品（PPCPs）は，水系や人間の健康への潜在的な脅威である。PPCPの一種であるDEET（N,N-ジエチル-m-トルアミド）は，ローション，クリーム，ジェルなどの様々な剤型で虫除け剤として広く使用されている。カフェインもPPCPの一種であり，総合感冒薬や鎮痛薬に配合されることが多い。ミスト生成システムを備えた直流水プラズマを用いて、DEETやカフェインの溶液を分解した。