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2017 年度 実績報告書

大気圧プラズマを用いた氷結晶中の水素結合の切断と融雪装置への応用

研究課題

研究課題/領域番号 15K13606
研究機関東北大学

研究代表者

安藤 晃  東北大学, 工学研究科, 教授 (90182998)

研究分担者 小室 淳史  東北大学, 工学研究科, 助教 (70733137)
高橋 和貴  東北大学, 工学研究科, 准教授 (80451491)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード大気圧プラズマ
研究実績の概要

本年度は研究計画の最終年度として、これまで製作してきた可変温度型の放電リアクタでの放電実験を行った。アルミ製のリアクタの側壁に8Aのペルチェ素子を2枚貼り付けることによりリアクタ内の温度を変化させた。ペルチェ素子に16Aの電流を60分ほど流すことでリアクタ内の温度が-10度に達した。このようなリアクタを用いて、リアクタ内の温度を-30度から100度まで変化させ、パルス放電を発生させることで放電の特性が変化する様子を電流・電圧計測と、高速ゲートを有するイメージインテンシファイア付きカメラを用いて発光強度を計測した。温度を低くするにつれて、放電の発光チャネルの径が細くなり、また発光強度が弱くなる様子が観測された。これは温度が低くなることによりリアクタ内の換算電界が小さくなったことに起因すると考えられる。また、同様の環境下で行ったシミュレーションの結果により、反応係数が温度の4乗に比例するクラスター反応が放電形態の変化に寄与している可能性が示された。温度を高くすると、放電チャネルの径が太くなり、それに合わせて電流も大きくなる様子が観測された。これも同様に、換算電界とクラスター反応が寄与しているものと考えられる。
また、放電電極に水を塗布したうえで冷却し、電極を氷でコーティングしたうえで放電を発生させ、氷を放電との相互作用を観察した。印加電圧波形や電極構造を工夫することで、氷の破壊・溶融を促進させるためのパラメータ探索を行った。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Simulation of spatio-temporal variation of OH radical density in atmospheric-pressure streamer discharge2017

    • 著者名/発表者名
      Komuro Atsushi、Ando Akira
    • 雑誌名

      Plasma Sources Science and Technology

      巻: 26 ページ: 065003~065003

    • DOI

      10.1088/1361-6595/aa638d

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of voltage amplitude on gas density variation in an atmospheric pressure streamer discharge2017

    • 著者名/発表者名
      Komuro Atsushi、Ando Akira
    • 雑誌名

      The European Physical Journal Applied Physics

      巻: 78 ページ: 20802~20802

    • DOI

      10.1051/epjap/2017160477

    • 査読あり
  • [学会発表] Simulation of spatio-temporal variation of O radical density in atmospheric-pressure streamer discharge at high temperature2017

    • 著者名/発表者名
      SHUTO MATSUYUKI, ATSUSHI KOMURO, AKIRA ANDO
    • 学会等名
      The 10th Asia-Pasific International Symposium on the Basics and Applications of Plasma Technology
    • 国際学会
  • [学会発表] Simulation for electron density distribution in an atmospheric-pressure streamer discharge and validation with experiments2017

    • 著者名/発表者名
      ATSUSHI KOMURO,, SHUTO MATSUYUKI, AKIRA ANDO
    • 学会等名
      The 10th Asia-Pasific International Symposium on the Basics and Applications of Plasma Technology
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17  

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