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多孔質材料を用いた液中非平衡プラズマの発生と界面反応の誘起

研究課題

研究課題/領域番号 17654115
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 プラズマ科学
研究機関東京工業大学

研究代表者

石井 彰三  東京工業大学, 大学院理工学研究科, 教授 (40016655)

研究分担者 井深 真治  東京工業大学, 大学院理工学研究科, 助手 (70262277)
研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2006年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2005年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
キーワード非平衡プラズマ / 液体陰極 / 液体プラズマ / 界面現象 / 定常グロー放電 / 放電維持電圧 / 液中放電 / サイクリックボルタンメトリー / 電極界面 / 電気二重層 / 電解質溶液
研究概要

液中で非平衡プラズマを生成することについて視点を変えて、液体と気体の二層を挟み微小間隔で電極を設置する構造の放電形態を提案し、検討した。この構造を用いるとプラズマ生成だけでなく、界面現象を調べるモデル実験として意義があり、次の特徴がある。液中で直流電圧により定常放電を得るのは困難であるが、気体相があるため容易に定常グロー放電が実現できる。この放電では気体-液体および液体-電極界面の二種類の現象が組み合わされている。しかも気体と液体との空間は1mm以下の距離としているので、プラズマが液体に与える影響を顕著にできる。すなわち、電極間隔を微小とすることにより、気体と液中の電極とが一体として扱える放電部を構成できる。本方法は液体が介在する非平衡プラズマの生成に適したものであり、化学反応を利用する応用に有効である。
液体、金属をそれぞれ電極とした場合、陽極とするならば両者の放電維持電圧同じであるが、陰極とすると液体のほうが金属に比べて放電維持電圧が高くなる。液体陰極を用いて大気圧グロー放電を得るために、電解質濃度の設定、液体を流動させること、放電電流をある大きさ以上にすることなどの条件が必要であることを見いだした。微小電極の実験では、液体中の金属電極付近での電気分解反応とプラズマ-液体界面現象が複合した系を構築できた。微小なノズル陽極からヘリウムを流出させると、放電部の直径が軸方向に一定であるグロー放電が得られ、かつ放電の安定性を向上できた。以上のように液体界面現象は未解明ではあるが、液体を陰極とし、かつ微小ギャップとする放電は、液体が介在するプラズマの生成とその応用に大きく展開できることを示している。

報告書

(2件)
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (8件)

  • [雑誌論文] 電解質溶液を陰極とする微小ギャップにおける大気圧グロー放電の生成に関する研究2007

    • 著者名/発表者名
      四竈 真理
    • 雑誌名

      電気学会プラズマ研究会資料 PST-07-3

      ページ: 13-18

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 電解質溶液を陰極とした微細ガス流を用いた大気圧グロー放電の生成2007

    • 著者名/発表者名
      白井直樹
    • 雑誌名

      平成19年電気学会全国大会講演論文集 1

      ページ: 253-253

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 電解質溶液を陰極とした大気圧グロー放電によるマイクロプラズマの生成2007

    • 著者名/発表者名
      中澤将人
    • 雑誌名

      平成19年電気学会全国大会講演論文集 1

      ページ: 254-254

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 電解質水溶液中のマイクロギャップにおける電極界面の特性2006

    • 著者名/発表者名
      四竈 真理
    • 雑誌名

      電気学会プラズマ研究会資料 PST-06-44

      ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Pulsed discharges with an ethanol droplet for Microplasma generation2006

    • 著者名/発表者名
      N.Shirai
    • 雑誌名

      3rd International Workshop on Microplalsmas

      ページ: 60-60

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 液体フィラメントを用いたマイクロプラズマの放電進展過程2006

    • 著者名/発表者名
      白井直樹
    • 雑誌名

      平成18年電気学会全国大会講演論文集 1

      ページ: 195-195

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] マイクロギャップにおける電解質水溶液中での電極界面の特性2006

    • 著者名/発表者名
      四竈真理
    • 雑誌名

      平成18年電気学会全国大会講演論文集 1

      ページ: 197-197

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 液体フィラメントを用いたマイクロプラズマの生成とその応用2005

    • 著者名/発表者名
      尾仲悠
    • 雑誌名

      電気学会プラズマ研究会資料 PST-05-99

      ページ: 41-46

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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