| 研究課題/領域番号 |
21K03994
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21010:電力工学関連
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| 研究機関 | 岩手大学 |
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研究代表者 |
高橋 克幸 岩手大学, 理工学部, 准教授 (00763153)
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| 研究分担者 |
高木 浩一 岩手大学, 理工学部, 教授 (00216615)
竹内 希 東京工業大学, 工学院, 准教授 (80467018)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | 水面上パルス放電 / パルスパワー / 非熱平衡プラズマ / ラジカル / イオン / 気液界面 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究の目的は、気液界面における水面上パルス放電後の反応場の緩和現象を観測し、これまで明らかにされていない気液界面放電現象における放電機構と水中化学現象の相互関係を解明することである。そのためには、パルス間隔、パルス幅、極性を自在に高精度で制御可能な独自の高電圧バーストパルス電源を開発し、水面上パルス放電の連続的な発生を実現する。そして、残留した放電生成粒子が、続けて発生する放電現象ならびに、水中ラジカル・化学反応に及ぼす影響とその機構を明らかにし、気液界面における放電現象と化学反応のモデルを構築する。
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| 研究成果の概要 |
水面上パルス放電は、環境や農業など幅の広い応用分野への展開が期待できる。本研究では、連続して発生する水面上パルス放電を観測することで、放電が気液界面反応場に及ぼす影響の解明を試みた。連続的にパルス放電を発生した場合、先発の放電によってガス温度の増加、準安定励起種の残存によって、後発放電の電離が促進されることやその放電路は先発放電と同一の経路をたどることがわかった。この効果は20μs程度で緩和する。また、その後数ms程度までは、気中イオンなどの影響によって、進展が抑制されることがわかった。印加電圧の極性は、負極の方が放電の進展性に寄与するものの、ラジカル供給効率は正極の方が高いことを明にした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
独自のバーストパルス電圧を発生可能なパルスパワーシステムを構築し利用することによって、放電の進展と液中化学反応において極めて重要となる気液界面反応場における、放電現象と化学反応の相互作用を解明できるだけはなく、反応の高度制御と最適化によって応用技術におけるラジカル反応効率の飛躍的な向上を実現できるとの着想に至った。本研究により、いまだ解明されていない、複雑な気液界面反応場における物理・化学現象の振る舞いを体系的に明らかにすることが可能となり、革新的な学際融合連携技術の確立につながる
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