2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of ignition system for high water content bioethanol using non-thermal plasma
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26630072
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| Research Institution | Oita University |
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Principal Investigator |
田上 公俊 大分大学, 工学部, 教授 (60284783)
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2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 非平衡プラズマ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
地球環境問題から各国でバイオ燃料の利用が推進されているが，現状，水分をほとんど含まない高純度なバイオエタノールの利用に限られているため，高純度化による高コスト化が特にアジア発展途上国でのバイオエタノールの普及の妨げとなっている．高含水バイオエタノールの燃焼利用に際しては，特に点火が問題となっている．本研究では，高含水バイオエタノールを高効率・低公害に利用するため，「非平衡プラズマ」を利用した高含水バイオエタノール用点火装置の開発を目的としている．本年度は非平衡プラズマによる点火プラグの最適化を試みた．点火プラグには (1)電極間距離1.0mm，(2)電極間隔0.3mm及び，(3)電極面積を拡大したものを試作し各種燃料で実験を行った．実験では(3)が最も点火特性が良いことがわかった．すなわち，電極の面積を拡大することで最小点火エネルギーを小さくできることがわかる．これは複数の放電路を形成する低温プラズマの性質により，外側電極を拡大したことで体積的な点火が促進され，失火の影響を抑えながら点火に至る確率が向上したためと考えられる．以上のことから，非平衡プラズマ用点火プラグには最適なプラグ間距離と電極形状があきらかとなった．さらに低温プラズマに対する点火プラグの耐久性を，熱プラズマと比較することで定量的に評価した．熱プラズマに対して低温プラズマの各試料の摩耗割合は小さくなることがわかった．熱プラズマは，電極温度が大きく上昇するのに対して，低温プラズマでは電極温度の変化は小さく，電極表面の酸化や溶融が抑制されたため電極の劣化が抑えられたものと考える．以上のことから低温プラズマ点火はプラグ寿命が延びることから，特にガスエンジンで問題となっているメンテナンスコストが低減できる可能性がある．
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