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2012 Fiscal Year Annual Research Report

非熱平衡プラズマによる大気環境改善技術の開発

Research Project

Project/Area Number 20246051
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

小田 哲治  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90107532)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小野 亮  東京大学, 新領域創成科学研究科, 准教授 (90323443)
Project Period (FY) 2008-04-08 – 2013-03-31
Keywords大気圧プラズマ / 揮発性有機物 / 非熱平衡プラズマ / 環境改善 / LIF / ラジカル
Research Abstract

5ヵ年計画の最終年度に当たる平成24年度においては、従来から使用していた装置を改良し、250ppmトリクロロエチレンTCE混入空気をプラズマ処理できるリアクター内部にレーザ光を照射し、実際にプラズマによるTCE分解時のラジカルの挙動を観測することに成功した。特に、湿度が大きくなるとOHラジカルの量と温度が増加し、プラズマ単独による処理の場合には、乾燥時よりも若干加湿した場合(相対湿度20%)の方がTCE分解が向上することをラジカルの観点から示し、同時に実験においても検証出来た。但し、プラズマ処理の後にオゾン分解触媒を配置した場合には、プラズマ処理時に同時に発生したオゾンが、後段のオゾン分解触媒で分解する折にTCE分解が促進されることから、乾燥時が最もエネルギー効率が高い状態でTCEが酸化分解除去できることが明らかとなった。特に、放電エネルギーが十分ある場合にはかなり大量のオゾンが発生し、室温で分解するにはかなりの量のオゾン分解触媒が必要なことが判明しており、現在も最適値が決められていない。既に、少ない放電エネルギ-(1リットルガスに10J)でTCEは分解すること、完全酸化には100j近い値が必要なことが判明している。また、殺菌等に用いるヘリウムガスプラズマにおいてもOHラジカルがかなりできることが判明しており、今後、砂金、治療、表面処といった様々な分野で大気圧プラズマが利用できることが判明しており、その反応メカニズムもシミュレーションを含めて確認v中である。特に、本研究では、OHラジカルの挙動が実験的に明らかとなり、ストリーマ進展の実験とシミュレーション結果の付き合せでプラズマ処理の今後の可能性が明らかとなりつつあり、今後さらなる研究により、大気圧プラズマの有効利用が可能となると結論づけられる。

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (11 results)

All 2013 2012

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Investigation of humidity effect on atmospheric plasma decomposition of toxic gas with direct optical measurement of OH radicals2013

    • Author(s)
      Y.Nakagawa, R.Ono and T.Oda,
    • Journal Title

      IEEE Tr.Ind.Appl.

      Volume: 49 Pages: accepted

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Behaviour of OH Radicals in an atmospheric-pressure streamer discharge studied by two-dimensional numerical simulation2013

    • Author(s)
      A.Komuro, R.Ono and T.Oda
    • Journal Title

      J. Phys. D: Appl. Phys.,

      Volume: 46 Pages: accepted

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Production mechanism of atomic nitrogen in atmospheric pressure2012

    • Author(s)
      Y.Teramoto, R.Ono and T.Oda
    • Journal Title

      J.Appl.Physics

      Volume: 111 Pages: 113302

    • DOI

      10.1063/0021-8979/2012/111(11)/113302/6/

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Numerical simulation for production of O and N radicals in atmospheric pressure streamer discharge2012

    • Author(s)
      A.Komuro, R. Ono, and T. Oda
    • Journal Title

      J. Phys. D: Appl. Phys.,

      Volume: 45 Pages: 265201

    • DOI

      10.1088/0022-3727/45/26/265201

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Measurement of OH density and air-helium mixture ratio in atmospheric-pressure helium plasma jet2012

    • Author(s)
      S.Yonemori, Y.Nakagawa R.Ono and T.Oda
    • Journal Title

      J. Phys. D: Appl. Phys.,

      Volume: 45 Pages: 225202

    • DOI

      10.1088/0022-3727/45/22/225202

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Surface treatment of dye-sensitized solar cell using dielectric barrier discharge2012

    • Author(s)
      R. Ono, S. Zen, Y. Teramoto, K. Hanawa, S. Kobayashi, and T. Oda
    • Organizer
      65th Annual Gaseous Electronics Conference
    • Place of Presentation
      Austin, USA
    • Year and Date
      20121022-20121025
  • [Presentation] Investigation of humidity effect on atmospheric plasma decomposition of toxic gas with direct optical measurement of OH radicals2012

    • Author(s)
      Y. Nakagawa, R. Ono, and T. Oda
    • Organizer
      2012 Ann.Meeting of IEEE/IAS
    • Place of Presentation
      Las Vewgas, USA
    • Year and Date
      20121008-20121011
  • [Presentation] Optical Diagnosis of High Pressure Non-thermal Plasma2012

    • Author(s)
      T.Oda, Y.Nakagawa, Y.Teramoto, and R.Ono
    • Organizer
      Int. Symp.Electrohydrodynamics 2012
    • Place of Presentation
      Gdansk, Poland
    • Year and Date
      20120923-20120926
  • [Presentation] Optical Diagnosis of High Pressure Non-thermal Plasma2012

    • Author(s)
      T.Oda, Y.Nakagawa, and R.Ono
    • Organizer
      7th Int. Conf. Appl. Electrost. (ICAES)
    • Place of Presentation
      Darlian, China
    • Year and Date
      20120917-20120918
    • Invited
  • [Presentation] Optical Diagnosis of High Pressure Non-thermal Plasma2012

    • Author(s)
      T.Oda
    • Organizer
      2012 Basics Appl. Plasma Tech. (APSPT)-7
    • Place of Presentation
      taipei, Taiwan
    • Year and Date
      20120414-20120416
    • Invited
  • [Book] 電気材料基礎論2012

    • Author(s)
      小田 哲治
    • Total Pages
      210
    • Publisher
      サイエンス社

URL: 

Published: 2014-07-24  

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