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スマート変調制御高熱流メゾプラズマシステム開発による革新的高効率ナノ材料生成

研究課題

研究課題/領域番号 23246050
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電力工学・電力変換・電気機器
研究機関金沢大学

研究代表者

田中 康規  金沢大学, 電子情報学系, 教授 (90303263)

研究分担者 上杉 喜彦  金沢大学, 電子情報学系, 教授 (90213339)
石島 達夫  金沢大学, サステナブルエネルギー研究センター, 准教授 (00324450)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
48,490千円 (直接経費: 37,300千円、間接経費: 11,190千円)
2013年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2012年度: 17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2011年度: 25,610千円 (直接経費: 19,700千円、間接経費: 5,910千円)
キーワード電気有効利用 / 熱プラズマ / ナノ粒子 / スマート制御 / 量産技術 / メゾプラズマ / 誘導プラズマ / 量産 / 大量生成 / 誘導熱プラズマ / 変調制御 / インバータ電源
研究概要

本研究の目的では,申請者が独自開発している時空間制御した変調型高熱流プラズマに,さらに原料・ガスを間歇的に同期制御して投入する手法を新しく開発し,高品質ナノ粒子の高効率・高速生成に応用することである。本研究により上記システムを開発し,例としてTiO2ナノ粒子生成を対象として変調・原料間歇導入効果を明らかにした。これらの手法を検証し,TiO2ナノ粒子を20kWプラズマにより500 g/hという超高収率で生成することに成功した。

報告書

(4件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2014 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (25件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] A method for large-scale synthesis of Al-doped TiO_2 nanopowder using pulse-modulated induction thermal plasmas with time-controlled feedstock feeding2014

    • 著者名/発表者名
      N.Kodama, Y.Tanaka, K.Kita, Y.Uesugi, T.Ishijima, S.Watanabe and K.Nakamura
    • 雑誌名

      Phys. D : Appl. Phys

      巻: Vol.47 号: 19 ページ: 195304-195304

    • DOI

      10.1088/0022-3727/47/19/195304

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Method for large-scale synthesis of Al-doped TiO2 nanopowder using pulse-modulated induction thermal plasmas with time-controlled feedstock feeding2014

    • 著者名/発表者名
      N.Kodama, Y.Tanaka, K.Kita, Y. Uesugi, T. Ishijima, S.Watanabe, K.Nakamura
    • 雑誌名

      J.Phys. D: Appl. Phys.

      巻: -

    • NAID

      120005435494

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a quasi-direct temperature control system of modulated induction thermal plasmas for advanced materials processings2013

    • 著者名/発表者名
      Y.Tanaka, Y.Tsubokawa, Y.Uesaka, Y.Uesugi
    • 雑誌名

      Plasma Sources Sci. Technol.

      巻: Vol.22 号: 6 ページ: 65016-65016

    • DOI

      10.1088/0963-0252/22/6/065016

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A large amount synthesis of nanopowder using modulated induction thermal plasmas synchronized with intermittent feeding of raw materials2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Tanaka, T.Tsuke, W.Guo, Y.Uesugi, T.Ishijima, S.Watanabe, K.Nakamura
    • 雑誌名

      J.Phys.Conf.Ser.

      巻: Vol.406 ページ: 12001-12001

    • DOI

      10.1088/1742-6596/406/1/012001

    • NAID

      120005253911

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実績報告書
  • [雑誌論文] Influence of coil current modulation on TiO_2 nanoparticle synthesis using pulse-modulated induction thermal plasmas2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Tanaka, H.Sakai, T.Tsuke, Y.Uesugi, Y.Sakai, K.Nakamura
    • 雑誌名

      Thin Solid Films

      巻: Vol.519 ページ: 7100-7105

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Influence of coil current modulation on TiO2 nanoparticle synthesis using pulse-modulated induction thermal plasmas2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Tanaka, H.Sakai, T.Tsuke, Y.Uesugi, Y.Sakai, K.Nakamura
    • 雑誌名

      Thin Solid Films

      巻: 519 ページ: 7100-7105

    • NAID

      120002754102

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Al-doped TiO_2 Nanopowder Synthesized with High Production Rate using Modulated Induction Thermal Plasmas with Intermittent Feedstock Injection2013

    • 著者名/発表者名
      Y Tanaka, N.Kodama, W. Guo, Y.Uesugi, T.Ishijima, S.Watanabe, K.Nakamura
    • 学会等名
      Symp.Plasma Sci. Mater.25
    • 発表場所
      Fukuoka,Japan
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] A Novel Approach for Large Amount Synthesis of TiO_2 Nanopowder using Modulated Induction Thermal Plasmas with Time-Controlled Feeding of Feedstock -Effect of Quenching Gas Conditions-2013

    • 著者名/発表者名
      Y.Tanaka, W.Guo, N.Kodama, Y.Uesugi, T.Ishijima, S.Watanabe, K.Nakamura
    • 学会等名
      Int. Symp. Plasma Chem. ISPC-21
    • 発表場所
      Cairns, Australia (No.52(4))
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Development of Large Amount Synthesis Method of Al-doped TiO_2 Nanopowder using Modulated Induction Thermal Plasmas2013

    • 著者名/発表者名
      N.Kodama, W.Guo, Y.Tanaka, Y.Uesugi, T.Ishijima, S.Watanabe, K.Nakamura
    • 学会等名
      Int. Symp. Plasma Chem. ISPC-21
    • 発表場所
      (No.56(4))
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] A large amount synthesis of Al-doped TiO_2 nanopowder using pulse-modulated induction thermal plasmas with time-controlled feeding of feedstock2013

    • 著者名/発表者名
      Y.Tanaka, N.Kodama, W.Guo, Y.Uesugi, T.Ishijima, S.Watanabe, and K.Nakamura
    • 学会等名
      The 6th Int.Conf. Plasma Nanotechnol. & Sci.(IC-PLANTS2013), P-C2
    • 発表場所
      Gero, Japan
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Al-doped TiO2 Nanopowder Synthesized with High Production Rate using Modulated Induction Thermal Plasmas with Intermittent Feedstock Injection2013

    • 著者名/発表者名
      Yasunori Tanaka*, N.Kodama, W. Guo, Y.Uesugi, T.Ishijima, S.Watanabe, K.Nakamura
    • 学会等名
      Symp.Plasma Sci. Mater.
    • 発表場所
      Fukuoka, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] A Novel Approach for Large Amount Synthesis of TiO2 Nanopowder using Modulated Induction Thermal Plasmas with Time-Controlled Feeding of Feedstock -Effect of Quenching Gas Conditions-2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Tanaka, W. Guo, N. Kodama, Y. Uesugi, T. Ishijima, S. Watanabe, K. Nakamura
    • 学会等名
      Int. Symp. Plasma Chem. ISPC-21
    • 発表場所
      Cairns, Australia
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] A large amount synthesis of Al-doped TiO2 nanopowder using pulse-modulated induction thermal plasmas with time-controlled feeding of feedstock2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Tanaka
    • 学会等名
      The 6th Int.Conf. Plasma Nanotechnol. & Sci.(IC-PLANTS2013)
    • 発表場所
      Gero, Japan
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Size Control and Heavy Rate Production Method of Nanoparticles using Modulated Induction Thermal Plasma with Time-Controlled Powder Injection2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Tanaka, W.Guo, T.Tsuke, N.Kodama, Y.Uesugi, T.Ishijima, S.Watanabe, K.Nakamura
    • 学会等名
      Asia-Pacific Conf. Plasma & Technol. Symp. Plasma Sci. Mater. APCPST-11 & SPSM-25,4G-O07
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Nanopowder Synthesis using High-Power Modulated Induction Thermal Plasmas with Heavy Rate Intermittent Feeding of Raw Material Powder2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Tanaka, W.Guo, T.Tsuke, Y.Uesugi, T.Ishijima, S.Watanabe, K.Nakamura
    • 学会等名
      Int. Union Mater. Res. Soc. -Int. Conf. Electronic Mater. IUMRS-ICEM2012
    • 発表場所
      Yokohama, Japan (D-4-O25-014 (1))
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Innovative Applications of Modulated Induction Thermal Plasma Flow for Materials Processings2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Tanaka
    • 学会等名
      9th Int.Conf. Flow Dynamics ICFD2012
    • 発表場所
      Sendai, Japan (694-695)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] A large amount synthesis of nanopowder using modulated induction thermal plasmas synchronized with intermittent feeding of raw materials2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Tanaka, T.Tsuke, W.Guo, Y.Uesugi, T.Ishijima, S.Watanabe, K.Nakamura
    • 学会等名
      High-Temperature Plasma Processes, HTPP2012
    • 発表場所
      Bologna, Italy (Oral talk 3 (1))
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Size Control and Heavy Rate Production Method of Nanoparticles using Modulated Induction Thermal Plasma with Time-Controlled Powder Injection2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Tanaka
    • 学会等名
      Asia-Pacific Conf. Plasma & Technol. Symp. Plasma Sci. Mater. APCPST-11 & SPSM-25
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Nanopowder Synthesis using High-Power Modulated Induction Thermal Plasmas with Heavy Rate Intermittent Feeding of Raw Material Powder2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Tanaka
    • 学会等名
      Int. Union Mater. Res. Soc. -Int. Conf. Electronic Mater. IUMRS-ICEM2012
    • 発表場所
      Yokohama, Japan
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Innovative Applications of Modulated Induction Thermal Plasma Flow for Materials Processings2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Tanaka
    • 学会等名
      9th Int.Conf. Flow Dynamics ICFD2012
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] A large amount synthesis of nanopowder using modulated induction thermal plasmas synchronized with intermittent feeding of raw materials2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Tanaka
    • 学会等名
      High-Temperature Plasma Processes, HTPP2012
    • 発表場所
      Bologna, Italy
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Nanoparticle Synthesis of TiO_2 and Ni using Pulse-Modulated Induction Thermal Plasmas2011

    • 著者名/発表者名
      T.Tsuke, W.Guo, Y.Tanaka, Y.Uesugi, S.Watanabe, K.Nakamura
    • 学会等名
      Plasma Conference 2011 (PLASMA2011)
    • 発表場所
      石川県立音楽堂(石川県)
    • 年月日
      2011-11-24
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Effect of Intermittent Supply of the Raw Material and Quenching Gas during Nanopowder Synthesis using Pulse Modulated Induction Thermal Plasmas2011

    • 著者名/発表者名
      W.Guo, T.Tsuke, Y.Tanaka, Y.Uesugi, S.Watanabe, K.Nakamura
    • 学会等名
      Plasma Conference 2011 (PLASMA2011)
    • 発表場所
      石川県立音楽堂(石川県)
    • 年月日
      2011-11-24
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2011 実績報告書
  • [学会発表] Nanoparticle Synthesis of TiO2 and Ni using Pulse-Modulated Induction Thermal Plasmas2011

    • 著者名/発表者名
      T.Tsuke, W.Guo, Y.Tanaka, Y.Uesugi, S.Watanabe, K.Nakamura
    • 学会等名
      Plasma Conference 2011 (PLASMA2011)
    • 発表場所
      石川県立音楽堂(石川県)
    • 年月日
      2011-11-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ナノ粒子生成用変調誘導熱プラズマトーチ内におけるTi 原料投入時の温度解析2011

    • 著者名/発表者名
      附 達也,郭韋萱,田中康規,上杉喜彦,酒井義文,中村圭太郎
    • 学会等名
      電気学会基礎材料共通部門大会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都)
    • 年月日
      2011-09-21
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] ナノ粒子生成用変調誘導熱プラズマトーチ内におけるTi原料投入時の温度解析2011

    • 著者名/発表者名
      T.Tsuke, 附達也, 郭韋萱, 田中康規,上杉喜彦, 酒井義文, 中村圭太郎
    • 学会等名
      電気学会基礎材料共通部門大会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都)
    • 年月日
      2011-09-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Nanoparticle synthesis using high-power modulated induction thermal plasmas with intermittent synchronized feeding of raw materials2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Tanaka, H.Sakai, T.Tsuke, W.Guo, Y.Uesugi, Y.Sakai, K.Nakamura
    • 学会等名
      Proc.20th Int.Symp.Plasma Chem.ISPC-20
    • 発表場所
      Loews Philadelphia Hotel (USA)
    • 年月日
      2011-07-26
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Numerical Simulation on Temperature Changes in Ar-O2 Pulse Modulated Induction Thermal Plasmas for Nanoparticle Synthesis2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Tanaka, W.Guo, H.Sakai, T.Tsuke, Y.Sakai, K.Nakamura
    • 学会等名
      Symposium on Plasma Science for Materials, SPSM-24
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府)(招待講演)
    • 年月日
      2011-07-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Nanoparticle synthesis using high-power modulated induction thermal plasmas with intermittent synchronized feeding of raw materials2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Tanaka, H.Sakai, T.Tsuke, W.Guo, Y.Uesugi, Y.Sakai, K.Nakamura
    • 学会等名
      Proc. 20th Int. Symp. Plasma Chem. ISPC-20
    • 発表場所
      Philadelphia, USA (No.346,(4))
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Numerical Simulation on Temperature Changes in Ar-O_2 Pulse Modulated Induction Thermal Plasmas for Nanoparticle Synthesis2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Tanaka, W.Guo,H.Sakai,T.Tsuke,Y.Sakai, K.Nakamura
    • 学会等名
      Symposium on Plasma Science for Materials, SPSM-24
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ナノ粒子生成用変調誘導熱プラズマトーチ・反応容器内の温度変化の電磁熱流体解析2011

    • 著者名/発表者名
      附 達也 ,坂井寛明,郭韋萱,田中康規,上杉喜彦,酒井義文,中村圭太郎
    • 学会等名
      電気学会プラズマ研究会
    • 発表場所
      富山大学(富山県)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2019-07-29  

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