| 研究概要 |
工場やごみ焼却場から排出される排ガスに含まれる窒素酸化物などの有害ガスの処理が重要な課題とならている。現在,プラズマによるガス状環境汚染物質の処理の有効性が確認され,産業的に応用できる装置の開発が期待されている。これまでの研究ではガス分析装置(ガスモニター)を用いて処理装置の上流側と下流側でガスを採取し,両者の検出濃度の差をもとに有害ガスの分解率を評価する手法が主として用いられている。
本研究では,レーザー誘起蛍光法を用いてこれまでブラックボックスであった処理装置内部での有害ガスの様子を直接観測する手法を提案し,今回はNO分子の2次元濃度分布の観測に成功した。針対平板のような基礎電極および筆者らのグループにより開発されたラディカルシャワー方式(添加ガスをノズル電極より直接プラズマ中へ注入する方式)により発生した大気圧ストリーマ放電中でのNO分子の様子を放電場だけでなく反応器全体にわたる広領域(電極間隔5cm,電極位置から上流・下流側に約20cmの範囲)において観測した。処理ガスである空気中に含まれる初期濃度100〜200ppmのNO分子は放電プラズマにより酸化されてほとんどがNO_2となるが,この酸化反応は放電部のみで起きるのではなくて,反応器の上流部から生じてい.ることが明らかになった。その反応機構としては,ガス流量が小さい場合には放電により発生するイオン風の影響が大きく働き,酸化反応に有効な長寿命の活性種が反応器内部に十分に拡散されるためと考えられる。このようなNO処理に関する知見は,これまで放電場だけを考慮していた反応のモデリングに対して流れ場を含めた解析の必要性を示すものであり,さらに半経験的に進められてきた装置の設計に対しても新たな知見を与えるものである。
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