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内部流動・時空間濃度分布を考慮した革新的プラズマ水質浄化デバイスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K14585
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 流体工学
研究機関東北大学

研究代表者

上原 聡司  東北大学, 流体科学研究所, 助教 (70742394)

研究協力者 西山 秀哉  
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2018年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2017年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワードプラズマ / 水質浄化 / 細管内流動 / 気泡挙動 / 濃度変化 / 化学反応 / 流体工学
研究成果の概要

放電に伴い生成するプラズマを液体界面に作用させ,その化学的反応性を用いて水質浄化,医療および材料改質などを行う研究が盛んに行われているが,未だにエネルギー効率の観点から汎用的な応用化が困難な状況にある。本研究では、プラズマ水質浄化法の実用化に向けて必須である、エネルギー効率の改善を目的としている。本研究では、キャピラリー放電放電を用いた水質浄化デバイスの効率化を目指し、複数管を有する放電法についてその詳細を解明した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

細管を複数用いることでキャピラリー放電法の効率化を高めることに成功した。プラズマは高反応性があるがコスト面から大規模な水処理が難しい現状にあることを考慮すると、本研究手法により携帯用や家庭用を目的とした小型の水質浄化デバイスへの応用が考えられ、社会的に意義がある。また、複数管の放電同期性を解析する方法として構築した統計的解析は、本手法以外にも高速現象の同期性を解析するものとして、学術的にも有意義なものである。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2018 2017

すべて 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [学会発表] Dynamic Characteristics of Underwater DC Biased Pulsed Capillary Discharge for High Efficiency Water Purification2018

    • 著者名/発表者名
      S.Kawaharada,S.Uehara, H.Takana and H.Nishiyama
    • 学会等名
      15th International Conference on Flow Dynamics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 細管内放電を用いた小型水環境改善デバイスの開発2018

    • 著者名/発表者名
      上原聡司,川原田鎮一,宮岡泰浩,西山秀哉
    • 学会等名
      第28回環境工学総合シンポジウム2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 水質浄化のための放電を伴う2本細管内流動および分解特性解析2017

    • 著者名/発表者名
      宮岡泰浩、上原聡司、西山秀哉
    • 学会等名
      日本混相流学会 混相流シンポジウム2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Bubble Flow Analysis in Multiple-Capillary-Discharges for Water Treatment Device2017

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Uehara, Yasuhiro Miyaoka, Hideya Nishiyama
    • 学会等名
      Fourteenth International Conference on Flow Dynamics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2020-03-30  

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