振動エネルギー活用によるラジカル生成エネルギー高効率化とその機構解明

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17H04864
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: プラズマ科学
• 研究機関: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 寺本 慶之 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (00635328)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: プラズマ / レーザー計測 / ラジカル / 振動温度

研究成果の概要

放電時間間隔・パルス幅可変長電源の作製し、連続パルスコロナ放電を任意の時間間隔で発生させ、この際に生成されるN原子をTALIF計測システムにより観測することで、振動エネルギーがラジカル生成に与える影響を調査した。この結果、放電時間間隔が小さいほど2ndパルス放電におけるN原子生成エネルギー効率が高く、最大で3倍ほどの値となった。また2ndパルス放電におけるN原子生成領域が1stパルス放電のN原子生成領域と異なることを示した。これらのことより、2ndパルス放電では1stパルス放電で生成された振動励起窒素分子の利用しN原子が高効率で生成されていることを示した。

自由記述の分野

大気圧プラズマ

研究成果の学術的意義や社会的意義

大気圧非熱平衡プラズマ中ラジカル種はその高い反応性から、幅広いプロセスで応用研究されている。一方でプラズマへ投入されたエネルギーの約70％が分子振動励起に消費されており、多くの投入エネルギーが最終的に熱に転換されている。本研究ではこの振動励起分子に蓄えられたエネルギーに着目し、それを活用することで主要ラジカルの生成効率向上を目指ことで、大気圧プラズマ技術の幅広い分野の発展に貢献するものである。