| 研究概要 |
本研究の目的は,大気圧プラズマ発生のための新しい技術を確立し,その応用を模索することである.本方式では,静電容量の大きさを変えることによってプラズマへの注入エネルギーを容易に制御でき,従来の大気圧プラズマの発生技術である誘電体バリア放電とは異なっており,それと差別化できる.以下にこれまでの成果をまとめる。1)オゾン生成のための大容量化、及び放電の安定化:平成17年度においては、本方式の広断面化のため、18本の針電極を並列接続し、針電極側に消弧コンデンサ45pF(2.5p:F/本)を接続してオゾン生成を試みた。また、放電の安定化のため、系全体をプラズマ容器中に設置した。その結果、酸素原料(純度99.5%)で最大で320ppmのオゾン生成濃度を、また8g/kWhのオゾン生成効率を得た。平成18年度においては、本方式の大容量化のため、20本の針電極を集積化し、針電極側に消弧コンデンサ360pF(18pF/本)を並列接続してオゾン生成を試みた。対向電極にはメッシュ電極を用い、放電の安定化のため電極系全体をガラス管中に設置した。その結果、酸素原料(純度99.5%)で最大で155ppmのオゾン生成濃度を得た。また、最大で19.5g/kWhのオゾン生成効率を得た。平成17年度の結果に比べてオゾン生成効率の向上が達成できたが、さらなる最適化が望まれる。2)オゾン生成における交流電圧の波形の効果:印加電圧波形が連続正弦波(10または20kHz)のときよりラジカルの拡散を促進し、オゾン生成量の増大とオゾン生成効率の向上させるため、印加電圧波形をバースト波に変化させた。デューティー比の減少に伴ってオゾン生成濃度は減少するが、オゾン生成効率が約20g/kWhまで改善されることが明らかとなった。3)オゾン生成におけるメッシュ電極の効果:容量結合多極放電によるオゾン生成では、対向電極にメッシュ電極を用いる放電方式がオゾンの生成効率の向上に有効であることがわかった。4)集積型容量結合多極放電の特性:集積化した容量結合多極放電は、従来の容量結合多極放電と同様な放電の原理で動作していることが確認され、集積化に対して容量結合多極放電の動作に普遍性があることがわかった。
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