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液中プラズマを利用した水素及びニューカーボンの同時製造に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 19656023
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 応用物理学一般
研究機関愛媛大学

研究代表者

山下 浩  愛媛大学, 理工学研究科, 准教授 (00182501)

研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2008年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2007年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
キーワード液中プラズマ / 水素 / カーボンナノチューブ / ゼロエミッション / マイクロ波
研究概要

汎用電子レンジ(周波数2.45GHz)を用い、マグネトロンから反応炉内に2.45GHzのマイクロ波を照射した。マイクロ波は、反応炉内に設置されたアンテナで受信され、アンテナ先端部でプラズマを発生させることに成功した。反応炉内に設置する反応容器、反応容器設置台、配管類などはマイクロ波エネルギーの吸収を避けるために耐熱ガラスやシリコンゴムを使用した。装置運転時の反応炉の消妻電力は1260Wであり、そのうち750Wがマイクロ波の出力である、この反応容器内に有機溶媒を入れ、プラズマを発生させることによって、有機溶媒構成元素の弱電離プラズマを生成させ、それらを再構成させて水素とカーボンナノチューブ(CNT)を製造する実験を実施した、この液中プラズマ法による水素生成効率は水の電気分解の約30%であることが明らかになった.MoとCoをディップコーティング法によって担持させた多孔質シリカをCNT合成触媒に用い、有機溶媒としてシクロヘキサンを原料として、水素とCNTの同時製造を検討した。その結果、多孔質シリカ触媒上に、直径が約30nmの多層CNTが成長していることが、透過型電子顕微鏡観察により確認された。また、同時に生成する気体成分を採取し、ガスクロマトグラフ法により生成水素割合を測定した結果、生成気体中に水素が38%含有されていることが分かった。これらのことから、汎用電子レンジによる液中プラズマ法によって水素とCNTの同時製造することが可能であり、有機溶媒として廃油等を用いることにより、廃油から水素などの燃料ガスを生成すると同時に、残りの炭素成分をナノテク材料として同時に固形化することができ、液中プラズマ法によるゼロエミッションシステムの実現に寄与できる。

報告書

(2件)
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Simultaneous Production of Hydrogen and CNTs by In-Liquid Plasma, and Its Discharge Characteristics2008

    • 著者名/発表者名
      S. Nomura, H. Yamashita, 他5名
    • 雑誌名

      Proceedings of 2008 ASME Summer Heat Transfer Conference No. 1799CD

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Degradation of Methylene Blue by RF Plasma in Water2008

    • 著者名/発表者名
      T. Maehara, H. Yamashita, 他9名
    • 雑誌名

      Plasma Chemistry and Plasma Processing 28

      ページ: 467-482

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Discharge Characteristics of Microwave and High-Frequency Liquid Plasma in Water2008

    • 著者名/発表者名
      S. Nomura, H. Yamashita, 他5名
    • 雑誌名

      Applied Physics Express 1

    • NAID

      10025080105

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 27.12MHz plasma generation in supercritical carbon dioxide2007

    • 著者名/発表者名
      A.Kawashima, 他6名
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics 101

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 汎用電子レンジを用いた水素およびナノ炭素材料の同時製造に関する研究2008

    • 著者名/発表者名
      野村 信福, 豊田 洋通, 向笠 忍, 山下 浩
    • 学会等名
      日本伝熱学会
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2008-05-22
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Study of high frequency plasma generation in supercritical carbon dioxide2007

    • 著者名/発表者名
      S.Nomura, 他6名
    • 学会等名
      The 18th International Symposlum on PlasmaChemistry
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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