マイクロ波加熱による金属酸化物からのプラズマ生成メカニズム

• 研究課題/領域番号: 23561030
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: エネルギー学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 蜂谷 寛 京都大学, エネルギー科学研究科, 助教 (90314252)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2013年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2012年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2011年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
• キーワード: エネルギー効率化 / 材料加工・処理

研究概要

マイクロ波加熱は物体内部の直接的加熱を実現でき、その選択加熱と非加熱効果が注目を集め、CO2排出削減、省エネルギー化技術として期待されている。しかしながら、固体でのGHz 帯周波数マイクロ波吸収による励起状態生成から熱化、非加熱効果は未解明である。
一方、減圧下で TiO2, ZnOセラミックスにマイクロ波を照射する事で、反応性が高い原子状酸素プラズマ生成を伴う金属酸化物の直接還元効果を観測してきた。
本研究では、マイクロ波直接励起プラズマ反応におけるZnOセラミックスの発光現象における、発光強度の時間変動に着目し、モデル式を構築し測定結果と比較することにより、マイクロ波非加熱効果を解析した。

研究成果

• [雑誌論文] Delayed Luminescence from ZnO Ceramics upon Microwave-induced Plasma Emission (2013)
  • 著者名/発表者名: Taro Sonobe, Kan Hachiya, Tomohiko Mitani, Naoki Shinohara and Hideaki Ohgaki
  • 雑誌名: Journal of Physics and Chemistry of Solids 巻: volume 74, Issue 6 号: 6 ページ: 837-840
  • DOI: 10.1016/j.jpcs.2013.01.027
  • 査読あり
• [学会発表] 酸化亜鉛へのマイクロ波照射効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉田恭平, 園部太郎, 全丙俊, 蜂谷寛, 奥村健祐, 三島健太, 犬飼元晴, Hani Negm, Konstantin Torgasin, Mohamed 0mer, 金城良太, 紀井俊輝, 増田開, 大垣英明
  • 学会等名: VS0Rシンポジウム
  • 発表場所: 愛知県岡崎市自然科学研究機構岡崎コンファレンスセンター
  • 年月日: 2013-12-07
• [学会発表] Effect of microwave irradiation on electronic structure of Zn0 (2013)
  • 著者名/発表者名: Kyohei Yoshida, Taro Sonobe, Heishun Zen, Kan Hachiya, Kensuke 0kumura, Kenta Mishima, Motoharu lnukai, Hani Negm, Torgasin Konstantin, Mohamed 0mer, Ryota Kinjo, Toshiteru Kii, Kai Masuda and Hideaki 0hgaki
  • 学会等名: 2013 JSAP-MRS Joint Symposia
  • 発表場所: 京都府京田辺市同志社大学京田辺キャンパス
  • 年月日: 2013-09-19
• [学会発表] Effect of microwave irradiation on electronic structure of ZnO (2013)
  • 著者名/発表者名: Kyohei Yoshida, Taro Sonobe, Heishun Zen, Kan Hachiya, Kensuke Okumura, Kenta Mishima, Motoharu Inukai, Hani Negm, Torgasin Konstantin, Mohamed Omer, Ryota Kinjo, Toshiteru Kii, Kai Masuda and Hideaki Ohgaki
  • 学会等名: 2013 JSAP-MRS Joint Symposia
  • 発表場所: 同志社大学 京田辺キャンパス
• [学会発表] 酸化亜鉛へのマイクロ波照射効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉田恭平，園部太郎，全炳俊，蜂谷寛，奥村健祐，三島健太，犬飼元晴，HaniNegm，Konstantin Torgasin，Mohamed Omer，金城良太，紀井俊輝，増田開， 大垣英明
  • 学会等名: UVSORシンポジウム2013
  • 発表場所: 自然科学研究機構 岡崎コンファレンスセンター
• [学会発表] マイクロ波電界による機能性酸化物のマテりアルズ・テーラりング (2012)
  • 著者名/発表者名: 蜂谷寛
  • 学会等名: 「マイクロ波電界による機能性酸化物のマテリアルズ・テーラリング」第2回電磁波エネルギー応用セミナー
  • 発表場所: 京都府宇治市京都大学宇治キャンパスおうばくプラザ
  • 年月日: 2012-03-06
• [学会発表] マイクロ波処理Zn0の電子状態の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉田恭平, 全丙俊, 蜂谷寛, 園部太郎, 紀井俊輝, 増田開, 大垣英明
  • 学会等名: VS0Rシンポジウム2012
  • 発表場所: 愛知県岡崎市自然科学研究機構岡崎コンファレンスセンター
• [学会発表] マイクロ波処理 ZnO の電子状態の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉田恭平、全炳俊、蜂谷寛、園部太郎、紀井俊輝、増田開、大垣英明
  • 学会等名: UVSORシンポジウム2012
  • 発表場所: 自然科学研究機構 岡崎コンファレンスセンター
• [学会発表] マイクロ波電界による機能性酸化物のマテリアルズ・テーラリング (2012)
  • 著者名/発表者名: 蜂谷 寛
  • 学会等名: 第2回電磁波エネルギー応用セミナー(招待講演)
  • 発表場所: 京都大学宇治キャンパス