• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

ナノ秒極性反転パルス沿面放電を用いた排ガス中有機化合物の高効率分解

研究課題

研究課題/領域番号 16K06227
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 電力工学・電力変換・電気機器
研究機関愛媛大学

研究代表者

門脇 一則  愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 教授 (60291506)

研究分担者 尾崎 良太郎  愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 准教授 (90535361)
弓達 新治  愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 助教 (40380258)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2016年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード静電噴霧 / ストリーマ放電 / 交互進展法 / 排ガス処理 / 廃水処理 / エレクトロスプレー / 水上沿面放電 / OHラジカル / プラズマ / パルス放電 / 排水処理 / OHラジカル / 極性反転パルス放電 / 脱臭処理 / 放電 / パルスパワー / 分解効率
研究成果の概要

パルスパワーを用いて,排ガス中や廃水中に含まれる難分解性物質を分解する技術の高効率化を目指す。注射針電極先端と水面との間の空間に,静電噴霧(エレクトロスプレー )により微小液滴を拡散させると共に,同一電極からストリーマ放電を進展させる。通常,ひとつの注射針電極から,噴霧とストリーマを同一空間に進展させることは難しい。我々はこの問題を解決するため,針先端の水滴の固有振動周波数に合致する脈動電圧にパルス電圧を重畳することにより,噴霧と放電を周期的かつ交互に進展させる手法を考案した。トルエン含有ガスの分解実験において,本手法の処理効率は,スプレー単独処理や放電単独処理よりも高い値を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

放電の休止期間に確実に静電噴霧を引き起こすことために,脈動電圧を注射針に印加する理由は,一定電界下での静電エネルギーのみで半球状液滴の先端部にテイラーコーンを形成するよりも,脈動電圧で水滴を固有振動させることにより運動エネルギーを付与したほうが,一定の位相で確実にテイラーコーンが形成されやすいのではないかと考えたからである。このような発想を元にして噴霧と放電の同一空間形成に対するミリ秒オーダーでの時間制御を試みた例はこれまでなく,学術的にも価値がある。さらに本技術は新しい排ガス・廃水処理技術としての応用が期待されることから,本研究は社会的意義も有している。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (14件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 電圧脈動効果による静電噴霧用単一針電極からのストリーマコロナと微小液滴群の交互拡散2019

    • 著者名/発表者名
      田丸 寛太,弓達 新治,尾崎 良太郎,門脇 一則
    • 雑誌名

      電気学会論文誌. A

      巻: 139 号: 4 ページ: 205-211

    • DOI

      10.1541/ieejfms.139.205

    • NAID

      130007622050

    • ISSN
      0385-4205, 1347-5533
    • 年月日
      2019-04-01
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimization of High Voltage Ripples for Alternate Propagations of Streamer Discharges and Water Droplets Produced by Electrospray2018

    • 著者名/発表者名
      Shinji Yudate, Kanta Tamaru, Ryotaro Ozaki, and Kazunori Kadowaki
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2nd International Conference on Dielectrics (ICD 2018)

      巻: 1 ページ: 191-191

    • DOI

      10.1109/icd.2018.8514573

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Superposed Repetitive Pulses onto DC Voltage on Discharge Extension into Fog Water Produced by Electrospray2017

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Kondo, Ryotaro Ozaki, Kazunori Kadowaki
    • 雑誌名

      Proceedings of 2017 International Symposium on Electrical Insulating Materials (ISEIM)

      巻: 1 ページ: 390-393

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Effect of Very Fine H2O2 Spray Alternated with Streamer Propagation from a Syringe Electrode on Gaseous Toluene Decomposition2019

    • 著者名/発表者名
      Shinji Yudate, Ryosuke Tamada, Kanta Tamaru, Ryotaro Ozaki, Kazunori Kadowaki
    • 学会等名
      The 7th International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 静電噴霧用単一針電極から交互発生した H2O2 水溶液の微小液滴とストリーマ放電の相乗効果によるトルエンガス分解2019

    • 著者名/発表者名
      玉田 亮介,弓達 新治,尾崎 良太郎,門脇 一則
    • 学会等名
      第50回電気電子絶縁材料システムシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 同一空間への微小液滴群とストリーマコロナの交互拡散がストリーマ放電進展へ与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      三好 修平,弓達 新治,尾崎 良太郎,門脇 一則
    • 学会等名
      令和元年度 電気関係学会四国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 静電噴霧用単一針電極からのストリーマ放電とH2O2水溶液の微小液滴の交互拡散によるトルエンガス分解2019

    • 著者名/発表者名
      玉田 亮介,弓達 新治,尾崎 良太郎,門脇 一則
    • 学会等名
      令和元年度 電気関係学会四国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 単一電極での静電噴霧と放電の交互進展による廃液処理の検討2018

    • 著者名/発表者名
      三好 修平,弓達 新治,尾崎 良太郎,門脇 一則
    • 学会等名
      第49回電気電子絶縁材料システムシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 脈動周波数最適化による静電噴霧と放電進展の時間制御2018

    • 著者名/発表者名
      田丸 寛太,弓達 新治,尾崎 良太郎,門脇 一則
    • 学会等名
      第49回電気電子絶縁材料システムシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 単一電極への供給量増加が静電噴霧と放電の交互進展による廃液処理に与える影響2018

    • 著者名/発表者名
      三好 修平,弓達 新治,尾崎 良太郎,門脇 一則
    • 学会等名
      平成30年度 電気関係学会四国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 静電噴霧とパルス放電の交互発生によるトルエン含有ガスの分解性能の検討2018

    • 著者名/発表者名
      田丸 寛太,弓達 新治,尾崎 良太郎,門脇 一則
    • 学会等名
      平成30年度 電気関係学会四国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 静電噴霧とストリーマ放電の交互発生による気相中有害物質の除去2018

    • 著者名/発表者名
      三好 修平,弓達 新治,尾崎 良太郎,門脇 一則
    • 学会等名
      電気学会研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 直流電圧に重畳したパルス電圧の周波数成分が静電噴霧と放電進展に与える影響2018

    • 著者名/発表者名
      田丸 寛太,弓達 新治,尾崎 良太郎,門脇 一則
    • 学会等名
      平成29年電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] エレクトロスプレー法による微小液滴形成と放電進展によるインジゴカルミン水溶液の脱色2018

    • 著者名/発表者名
      弓達 新治,近藤 賢宏,尾崎 良太郎,門脇 一則
    • 学会等名
      平成29年電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 静電噴霧法における気液混相領域と放電プラズマ進展領域の対応性2017

    • 著者名/発表者名
      近藤 賢宏,尾崎 良太郎,門脇 一則
    • 学会等名
      平成29年電気学会全国大会
    • 発表場所
      富山大学五福キャンパスス(富山県富山市)
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 静電噴霧法における重畳パルス電圧の放電進展確率への影響2017

    • 著者名/発表者名
      近藤 賢宏,尾崎 良太郎,弓達 新治,門脇 一則
    • 学会等名
      平成29年度 電気関係学会四国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] パルス沿面放電処理による水分含有トルエンガスの分解率とオゾン生成率との相関性2016

    • 著者名/発表者名
      近藤 賢宏,尾崎 良太郎,門脇 一則
    • 学会等名
      平成28年電気学会 基礎・材料・共通部門大会
    • 発表場所
      九州工業大学戸畑キャンパス(福岡県北九州市)
    • 年月日
      2016-09-05
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [図書] パルスパワーの基礎と産業応用 ~環境浄化、殺菌、材料合成、医療、農業、食品、生体、エネルギー~2019

    • 著者名/発表者名
      門脇一則(分担執筆:2章1節「水中・水上および霧中でのパルス放電応用」)
    • 総ページ数
      254
    • 出版者
      (株)エヌ・ティー・エス
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi