| 研究課題/領域番号 |
20H02515
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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27020:反応工学およびプロセスシステム工学関連
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| 研究機関 | 公益財団法人名古屋産業科学研究所 (2020, 2022)
名古屋大学 (2021) |
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研究代表者 |
後藤 元信 公益財団法人名古屋産業科学研究所, 研究部, 上席研究員 (80170471)
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| 研究分担者 |
本田 真己 名城大学, 理工学部, 准教授 (60824191)
高見 誠一 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (40311550)
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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 |
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
2020年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
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| キーワード | プラズマ / 気液界面放電 / 化学反応 / ナノ粒子 / 流通反応器 / 高圧力 / 流通反応 / 材料調製 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
大気圧から超臨界領域を含めた高圧気体と液体との気液界面での放電プラズマが化学反応や材料調製法として優れていることがわかってきた。圧力の影響が顕著であることや流通系でのプロセスの可能性を確認した。そこで、流体と液体界面での放電によるプラズマを利用した化学反応ならびに材料調製手法を構築し、現象を解明することで学理を追及することと、気液界面でのプラズマを効率的利用できる流通系プロセスの開発を目的とする。特に、高圧力下での操作が可能な流通式プラズマ反応プロセスを構築する。反応システムのユニット化も検討する。プラズマ計測を含めた反応実験と理論の両面から新規で効率的なプロセスを開発する。
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| 研究成果の概要 |
大気圧から高圧下での流体と液体界面での放電によるプラズマを利用した化学反応ならびに材料調製手法を構築し、気液界面でのプラズマを効率的利用できるフロープロセスの構築をした。回分反応器での液表面放電プラズマを用いて、各種化学反応、ナノ材料調製の他、高圧力下を含めて、プラズマ計測を行ない、ラジカルや活性種の気相、液相での測定を行った。生成したナノ粒子については材料の特性を評価した。
流通系プロセスとしてチューブ型反応器の製作をした。気液流方式はスラグ流を用いた。色素の分解反応および金属ナノ粒子の生成を行い、圧力の影響を検討した。付与したエネルギー量と反応の関係を圧力依存性に関連させて議論した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究により大気圧から高圧下での気液界面放電プラズマを利用した反応システムを構築した。本システムにより、有害物の分解などの化学反応や金属ナノ粒子などのナノ構造体の調整が可能となった。
世界で初めて高圧下で気液界面放電を利用する連続反応プロセスを実現できた。本研究の成果はプラズマ科学の発展に寄与するのみならず、本システムは従来法に比べて環境低負荷の反応システムであり、広範囲の応用に適用できる。
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