| 研究課題/領域番号 |
19K04329
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| 研究機関 | 長崎大学 |
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研究代表者 |
山下 敬彦 長崎大学, 工学研究科, 教授 (50182499)
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| 研究分担者 |
古里 友宏 長崎大学, 工学研究科, 助教 (70734002)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 汚損沿面放電 / 電極降下 / 水溶液 / 導電率 / 抵抗率 / ｐＨ |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は，少なくとも片方の電極が水溶液の場合の放電の維持・進展等の動的特性も記述できる放電モデルを提案し，その検証を行うことである。
研究代表者は，これまで中性の電解質水溶液を用いて電極降下を求め，電極降下が水溶液の抵抗率に依存することを明らかにしている。しかし，酸性及びアルカリ性の水溶液の場合の電極降下と抵抗率の関係は求められていない。そこで2019年度は，溶質が酸性及びアルカリ性の水溶液に接触した放電の電極降下と水溶液の抵抗率の関係を明らかにすることを目標として，酸性及びアルカリ性の水溶液の抵抗率とpHの両方の条件を明確にして電極降下の測定を行い，抵抗率との関係を求めた。
具体的には，酸の代表として塩酸，塩基の代表として水酸化ナトリウムを用い，中性の電解質の場合と同様にパルス電圧を印加して水溶液面に放電を発生させ，放電終了時の残留電圧から電極降下を求める。蒸留水で希釈してpHを変化させるが，他のデータと比較するために抵抗率がおよそ100 Ωcm～10 kΩcmの範囲で変化させて実験を行った。
その結果，電極降下はpHに関係なく，溶液の抵抗率に依存することを明らかにした。ただし，いくつかの実験条件で再確認が必要であることが判明した。また，酸及び塩基を用いた場合も中性の電解質を用いた場合と同程度の電極降下になることを明らかにした。加えて，水溶液面上の放電の熱平衡状態，放電と水溶液との接触面積，水溶液面上の放電の発光特性など，水溶液面上の放電の動的モデルの開発に関連する他の事項についても調べ，それらの結果を学会等で報告した。
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| 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
計画していたとおり,酸の代表として塩酸，塩基の代表として水酸化ナトリウムを用い，中性の電解質の場合と同様にパルス電圧を印加して水溶液面に放電を発生させ，放電終了時の残留電圧から電極降下を求めた。蒸留水で希釈してpHを変化させるが，他のデータと比較するために抵抗率がおよそ100 Ωcm～10 kΩcmの範囲で変化させて実験を行った。データは順調に取得できた。ただし，一部のデータで再確認が必要であることが判明したため，おおむね順調に進展していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
現在,新型コロナウィルスの影響で実験を中断しており，再開のめどは立っていない。
再開できれば，確認が必要なデータに関して再実験を行う。その後,計画していたように，主としてシミュレーションと電流及び放電の広がりの観測結果から得られる電流密度の比較によるモデルの検証を行う。具体的には，シミュレーションによる電流密度の計算およびハイスピードカメラによる放電の広がりの高速度撮影と電流測定を実施し，シミュレーション結果と実験結果から求められる電流密度の比較・評価を行う。しかしながら，実験再開のめどが立っていないので，ハイスピードカメラのレンタルの予定を決めることができない。そのため，シミュレーションによる電流及び放電の広がりの計算を先に実施し，実験による観測ができない場合は，シミュレーション結果から得られる電流密度などについて，これまで得られているデータとの比較検討を行う予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
計画通り使用したが，少額の端数が生じたため。
次年度使用額は，2020年度交付分と合わせて，電極降下の再確認のための実験の物品購入に充てる予定である。
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