高繰り返し型衝撃波管を活用した燃焼反応の分光学的追跡

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18K13709
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分19020:熱工学関連
• 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: 松木 亮 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 (90634668)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 高温化学反応 / 化学反応論 / 衝撃波管 / 過渡吸収分光 / レーザー誘起蛍光

研究成果の概要

高温環境下で進行する気相化学反応の研究のための実験装置の開発等を行った。特に、既存装置であるピストン駆動式無隔膜衝撃波管装置を改良し、繰り返し運転の自動化による実験の効率化を行うとともに、新規の小型高繰り返し型衝撃波管の開発および性能検証を行った。これらの改良、開発により、高温化における化学反応中間体の高感度検出が可能となった。化学種の検出方法としては過渡吸収分光法および時間分解レーザー誘起蛍光法を実装し、燃焼反応に関わるラジカル種や芳香族化合物の高温反応挙動を観測し、速度定数や反応メカニズムを解明した。

自由記述の分野

化学反応論

研究成果の学術的意義や社会的意義

化合物の燃焼や熱分解において進行する高温化学反応の進行速度やメカニズムを解明することは、物理化学の基礎のみならず、燃焼機関等多くの応用にとって重要な課題である。しかし高温条件で化学反応を観測する方法は限られており、得られる実験データは限定的である。本研究において、様々な反応中間体を感度良く観測できる実験装置を開発したことにより、これまで観測されてこなかった高温反応を対象とした実験が可能となった。これは、今後の高温反応研究の発展に貢献する成果である。