| 研究課題/領域番号 |
20H01890
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分14030:プラズマ応用科学関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
高島 圭介 東北大学, 工学研究科, 助教 (70733161)
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| 研究分担者 |
金子 俊郎 東北大学, 工学研究科, 教授 (30312599)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
2020年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
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| キーワード | ナノ秒パルス放電 / 振動励起 / 窒素固定 / 非自己維持放電 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
放電プラズマによる化学合成は，無尽蔵の原料と自然エネルギーで価値ある物質創成が可能なため，持続可能な社会の実現に貢献できる．本研究では，化石燃料に依存しない電力と空気を原料とするプラズマ窒素固定に注目している．高効率なプラズマ窒素固定の実現に重要な，より高い圧力下での体積充填的な振動励起窒素生成を，放電で高効率に実現するために，申請者独自の過電圧生成電離波による非自己維持放電プラズマの生成法を研究する．これにより振動励起窒素を体積的に選択生成することで，高効率なプラズマ窒素固定の実現を目指す．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，高効率なプラズマ窒素固定の実現に重要な，効率的な振動励起窒素生成を目的に，申請者独自の過電圧生成電離波による非自己維持放電プラズマの生成法を研究した．その結果，0.1気圧での電界制御による振動励起窒素の効率的な選択生成法の実証と，窒素固定反応に直接関与すると期待されるv=13 までの高振動励起窒素の生成と観測を達成した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
放電プラズマ窒素固定の研究は，無尽蔵原料と自然エネルギーで価値ある物質を創成できるため，化石燃料に依存しない分散可能な窒素固定技術であり，持続可能な社会の実現に寄与する．プラズマ窒素固定のエネルギー効率改善に向けた重要な過程と世界的に認識されている，振動励起窒素の選択生成および高振動励起窒素生成を本研究では先駆的に達成することができた．
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