2021 Fiscal Year Research-status Report
Heプラズマを用いる水素燃料ガス中ホルムアルデヒドの高感度分析システムの開発
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21K05134
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| Research Institution | Kwansei Gakuin University |
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Principal Investigator |
千葉 光一 関西学院大学, 生命環境学部, 教授 (20281066)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡林 識起 関西学院大学, 生命環境学部, 講師 (40737227)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 分析化学 / 水素燃料ガス / プラズマ分光分析 / 原子スペクトル分析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、これまでに、マイクロホローカソード放電Heプラズマ (MHCD-He Plasma) を励起源とする分析システムを開発し、水素燃料ガス中イオウを高感度に測定できることを明らかにした。今年度は、誘電体バリア放電Heプラズマを励起源に用いる分析システムについて検討した。誘電体バリア放電は通常の交流電源を用いて放電させることができることから、60 Hz (or 50 Hz) での高い繰り返し条件での発光測定が可能である。そのために測光頻度の増加による測定感度の向上が期待できる。
外径と内径、電極間距離が様々に異なる誘電体バリア放電管を試作して、それぞれプラズマガス流量を変化させながら、発光強度と測光システム特性を検討した。その結果、高い発光強度を得るための電極の特性としては、内径を細くし、電極間距離を短くすることが有効であることが示された。本実験の実質的な結果としては、内径0.6 mm、電極間距離 10 mm の誘電体バリア放電管を用いて放電電圧 8.1 kV、Heガス流量 200 mL/minの条件で測定を行うことで、1.2 Lの水素ガスを分析試料として 0.004 ppm のイオウを測定できることを明らかにした。この結果は、MHCD-He Plasmaを励起源とするシステムと同程度の性能を示すものであり、誘電体バリア放電も測光システムの励起源として適用できることが明らかになった。一方で、誘電体バリア放電では比較的高いエネルギーで点灯を維持することができる半面、放電管が損傷を受けやすく、さらなる高感度化を実現するためには放電管の冷却等の新たな課題を解決する必要があることも明らかになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
分析システムの励起源として、マイクロホローカソード放電Heプラズマ (MHCD-He Plasma) と誘電体バリア放電Heプラズマの性能を比較し、両プラズマともに非金属元素の励起源として適用できることが明らかになった。分析システムの開発に有効な知見が得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画に従って研究を進める。すなわち、ホルムアルデヒドの測定について検討する。
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| Causes of Carryover |
必要な実験試薬を購入する。
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