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

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K14636
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 電力工学・電力変換・電気機器
• 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 / バラスト水 / 海水 / 高電圧

研究成果の概要

1ショットが0.5 jのパルスパワー発生装置を用いて水中放電を行い、500ショット/秒の時、電子温度は7841.8 K、電子密度は6.0×10の17乗であった。電圧最大値は約25 kV、電流最大値は約20 A、パルス幅は約3 μmであった。H2O2の計測結果は0.732 mg/Lの生成量となった。
誘電体バリア放電を用いて大腸菌を処理した結果、国際海事機関の示す基準をクリアした。水中放電も基準値に近い値となった。腸球菌とVibrio sp.でも同様に、ショット数を増やすことでコロニー数を減らせる結果を得た。プランクトンの実験では、水中放電では50匹を0匹まで除去した。

自由記述の分野

パルスパワー

研究成果の学術的意義や社会的意義

水が関与する放電プラズマ現象は、水中放電、沿面放電、泡の中での放電等多くの研究がなされ、水処理への応用もなされている。しかしながら、海水等、高い導電率を持つ水が関与する放電プラズマの研究は、バラスト水処理、温泉水処理等多くの応用があるにもかかわらず、その難しさからほとんど行われていない。本研究によって、放電プラズマによりIMOが定めるバラスト水排出基準の5種類中4種類に関して新たな処理の可能性を見出せた。