ナノ秒パルスパワー技術開発と環境・バイオ・リサイクル及び医療への応用

2005 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15206029
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 秋山 秀典 熊本大学, 工学部, 教授 (50126827)
• 研究分担者: 勝木 淳 熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 助教授 (80233758) ; 浪平 隆男 熊本大学, 工学部, 助手 (40315289)
• キーワード: パルスパワー / ナノ秒 / 環境 / バイオ / リサイクル / 水中プラズマ / プラズマ / 大気圧プラズマ

研究概要

パルス幅が100ナノ秒程度以上の高繰り返しパルスパワー発生装置の開発をこれまで行い、大気圧気体中及び液体中における大容量の放電プラズマの生成に成功した。このパルスパワー発生装置の利用は、環境、バイオ、リサイクル、医療福祉関係にまで発展し、新しい産業分野を形成しようとしている。
本研究目的は、5年後の産業利用を目指し、パルス幅をナノ秒と極短パルスにした高繰り返しナノ秒パルスパワー発生装置を開発する。出力電圧と電流は、数百kV、数十kAまでとする。さらに、発生したナノ秒パルスパワーを用いて、気体中、水中及び固体中で放電プラズマを生成し、バイオ、生体、化学物質等との相互作用を調べ、ナノ秒パルスパワー応用としての次世代産業利用の基礎を築く。
今年度の研究実績は下記のようである。
@ ナノ秒パルス幅を持つパルスパワー発生装置を用いて、大気圧空気中における放電進展の様子を明らかにした。さらに気体の種類を変えて実験を行い、同様に放電プラズマ進展の様子を明らかにした。
@ 気圧と温度を変えることにより、気体、液体、超臨界流体まで状態を変えることが可能な放電プラズマ反応容器を用いて、大容量放電プラズマ生成条件を明らかにした。
@ ナノ秒パルスパワー発生装置を用いて、自動車からの排ガス処理に関する研究を行い、パルス幅が100ナノ秒の場合と比較して、高効率であることが分かった。
@ パルスパワーを用いた廃棄物のリサイクル、特に金属めっきプラスチックのリサイクルの可能性を実験的に示した。

研究成果

• [雑誌論文] 半導体パルスパワー電源のプラズマ応用機器への適用 (2005)
  • 著者名/発表者名: 佐久川貴志, 浪平隆男, 勝木淳, 秋山秀典, 長田俊宏, 小金澤竹久
  • 雑誌名: Journal of Plasma and Fusion Research Vol.8, No.5 ページ: 350-354
• [雑誌論文] SOSダイオードによる誘導性エネルギー蓄積型パルス電源 (2005)
  • 著者名/発表者名: 浪平隆男, 佐久川貴志, 勝木淳, 秋山秀典
  • 雑誌名: Journal of Plasma and Fusion Research Vol.8, No.5 ページ: 355-358
• [雑誌論文] Dependence of Nox Removal by Pulsed Streamer Discharge on the Input Energy Density to Nitric Oxide Ratio (2005)
  • 著者名/発表者名: Douyan Wang, Takao Namihira, Sunao Katsuki, Hidenori Akiyama
  • 雑誌名: Journal of Advanced Oxidation Technologies Vol.8 No.2 ページ: 248-254
• [雑誌論文] Separation of Metal from Metal-Plated Plastic by Pulsed Power (2005)
  • 著者名/発表者名: H.Akiyama, T.Nagashima, T.Namihira, Y.Kato, N.Shimomura, S.Katsuki, T.Hisazumi
  • 雑誌名: 電気学会論文誌A, IEEJ Transactions on Fundamentals and Materials Vol.125, No.12 ページ: 1006-1010
• [雑誌論文] Novel Dual Marx Generator for Microplasma Applications (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Heeren, T.Ueno, D.Wang, T.Namihira, S.Katsuki, H.Akiyama
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Plasma Science Vol.33, No.4 ページ: 1205-1209