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2018 年度 実施状況報告書

海水と接触する大容量放電プラズマの生成とバラスト水中バクテリアの殺菌

研究課題

研究課題/領域番号 17K14636
研究機関岩手大学

研究代表者

秋山 雅裕  岩手大学, 理工学部, 准教授 (50611430)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワードパルスパワー / プラズマ / 沿面放電 / バラスト水
研究実績の概要

バラスト水とは、大型船舶が船体を安定させるための重りとして使う海水のことであり、積荷を行う港で海に捨てられる。出発港と到着港では海水の生態系が異なるため、生態系破壊などが問題となり、2017年に国際海事機構(IMO)の「バラスト水管理条約」が発効され、その処理を目的として研究をおこなっている。
今年度の計画通り、大容量放電プラズマの物理・化学・生物面からの基礎研究をおこなうため、ポータブル吸光光度計を購入して過酸化水素を定量的に調べた。菌の処理については時間や電極を変えて処理効率を調べた。100 m^3のバラスト水処理可能な実規模パルスパワー電源開発を行うため、キャパシタ充電器を購入して、パルスパワー電源開発を行った。
国土交通省海事局でプラズマ方式バラスト水処理システムの審査を受け、国際海事機構(IMO)で登録を目指すため、バラスト水の処理容量及び放電電極の形状を変更して実験を実施した。その結果、水中放電が沿面放電に近い結果を示し、電極や放電方式を絞らず実験をする予定である。当該年度の研究を、2019 IEEE Pulsed Power and Plasma Science Conference(PPPS2019)、2019 Pacific Symposium on Pulsed Power and Applicationsで4件の発表を予定している。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

理由
バラスト水中の菌の処理、過酸化水素を用いた活性種の確認、及びパルスパワー電源の開発を実施した。試作品のコンデンサ放電方式パルスパワー発生回路では制御部分を開発し、動作に問題がないことを確認した。以上より、おおむね順調に進展していると考えられる。

今後の研究の推進方策

目標は、国土交通省海事局でプラズマ方式バラスト水処理システムの審査を受け、国際海事機構(IMO)でバラスト水管理条約の処理方法として登録を目指す。菌処理は大腸菌を追加して実験をおこなう。200立方mの処理を目標とするため、電極や処理方法を実験をもとにシミュレーションする。パルスパワー電源の開発では、制御を中心に研究開発をおこなう。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019

すべて 学会発表 (8件) (うち国際学会 4件)

  • [学会発表] Development of Pulsed Power Generator's Controller system2019

    • 著者名/発表者名
      Shunsei Kawamura, Seiya Komatsudaira, Masahiro Akiyama
    • 学会等名
      ISHPMNB 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Influence of change in Conductivity on High Repetitive Discharges in water2019

    • 著者名/発表者名
      Daiki Sugawara, Kazuki Kimura, Shunsei Kawamura, Masahiro Akiyama
    • 学会等名
      ISHPMNB 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Mikimasa Sugawara, Masahiro Hosono, Masahiro Akiyama2019

    • 著者名/発表者名
      Energy Characteristics of Discharge in water using Capacitor Discharge in 3 kV or less
    • 学会等名
      ISHPMNB 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Sterilization using Discharge in Water with Changing Conductivity2019

    • 著者名/発表者名
      Hisanori Sone, Shunsei Kawamura, Masahiro Akiyama, Katsuyuki Takahashi, Koichi Takaki
    • 学会等名
      ISHPMNB 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Sterilization of Yeast and E.coli using Discharge in water2019

    • 著者名/発表者名
      曽根久徳,川村俊成,菅原大樹,木村和貴,秋山雅裕
    • 学会等名
      平成30年度電気関係学会東北支部連合大会
  • [学会発表] Measurement Concentration of Hydrogen Peroxide produced by High Repetitive Underwater Discharges2019

    • 著者名/発表者名
      菅原大樹,木村和貴,川村俊成,秋山雅裕
    • 学会等名
      平成30年度電気関係学会東北支部連合大会
  • [学会発表] ArduinoとFPGAを用いたパルスパワー発生装置のコントローラ開発2019

    • 著者名/発表者名
      川村俊成,小松平晟矢,秋山雅裕
    • 学会等名
      平成30年度電気関係学会東北支部連合大会
  • [学会発表] 3 kV以下でのコンデンサ放電を用いた水中放電のエネルギー特性2019

    • 著者名/発表者名
      菅原幹雅,細野雅広,川村俊成,秋山雅裕
    • 学会等名
      平成30年度電気関係学会東北支部連合大会

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公開日: 2019-12-27  

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