非熱平衡プラズマによる大気環境改善技術の開発

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20246051
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電力工学・電力変換･電気機器
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 小田 哲治 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (90107532)
• 研究分担者: 小野 亮 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 准教授 (90323443)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2012
• キーワード: 電気有効利用

研究概要

大気中、低濃度で存在する有害ガスを大気圧非熱平衡プラズマによって分解除去する技術の開発を行った。プラズマ処理後に室温にて二酸化マンガン担持アルミナ触媒を通過させることで大幅なエネルギー効率の向上が認められ、99%のトリクロロエチレン(TCE)が分解除去できることを確認するとともに、完全酸化には10倍のエネルギーが必要と判明した。プラズマの光学的診断技術を確立し、ラジカルと化学反応との関係も明らかにできた。

研究成果

• [雑誌論文] Investigation of humidity effect on atmospheric plasma decomposition of toxic gas with direct optical measurement of OH radicals (2013)
  • 著者名/発表者名: Y.Nakagawa,R.Ono and T.Oda
  • 雑誌名: IEEE Trans. Ind.Appl. 巻: vol.49
• [雑誌論文] Behaviour of OH Radicals in an atmospheric-pressure streamer discharge studied by two-dimensional numerical simulation (2013)
  • 著者名/発表者名: A.Komuro, R.Ono and T.Oda
  • 雑誌名: J.Phys. D 巻: vol.46
• [雑誌論文] Numerical simulation for production of O and N radicals in atmospheric pressure streamer discharge (2012)
  • 著者名/発表者名: A.Komuro, R. Ono, and T. Oda
  • 雑誌名: Journal of Physics D: Applied Physics 巻: vol.45, no. 26 ページ: 265201
• [雑誌論文] Production mechanism of atomic nitrogen in atmospheric pressure pulsed corona discharge measured using two-photon absorption laser-induced fluorescence (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Teramoto, R. Ono, and T. Oda
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: vol.111,no.11 ページ: 113302
• [雑誌論文] Measurement of OH density and air-helium mixture ratio in atmospheric-pressure helium plasma jet (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Yonemori, Y. Nakagawa, R. Ono, and T.Oda
  • 雑誌名: Journal of Physics D: Applied Physics 巻: vol.45,no.22 ページ: 225202
• [雑誌論文] Development of low-temperature sintering technique combined with dielectric barrier discharge treatment for dye-sensitized solar cells (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Zen, Y. Teramoto, R. Ono, and T. Oda
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: vol. 51,no. 5 ページ: 056201
• [雑誌論文] Characterization of Contact Discharge Between Small- Capacitance Devices (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Soda, and T.Oda
  • 雑誌名: IEEE Transaction on Industry Applications 巻: vol.48,no.4 ページ: 1189-1194
• [雑誌論文] Effect of pulse width on the production of radicals and excited species in a pulsed positive corona discharge (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Ono, Y. Nakagawa, and T. Oda
  • 雑誌名: Journal of Physics D: Applied Physics 巻: vol.44,no.48 ページ: 485201
• [雑誌論文] Streamer propagation of positive and negative pulsed corona discharges in air (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Teramoto, Y. Fukumoto, R. Ono, and T.Oda
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Plasma Science 巻: vol.39,no.11 ページ: 2218-2219
• [雑誌論文] Density and temperature measurement of OH radicals in atmospheric-pressure pulsed corona discharge in humid air (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakagawa, R. Ono, and T. Oda
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: vol.110,no.7 ページ: 073304
• [雑誌論文] レーザー 誘起蛍光法を用いた大気圧パルスコロナ 放電中の準安定準位 N2(A)、N 原子、及 び NO 分子計測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 寺本慶之,小野亮,小田哲治
  • 雑誌名: 電気学会論文誌 A 巻: vol.131,no.7 ページ: 553-559
• [雑誌論文] Surface treatment of TiO2 electrode for dye-sensitized solar cells using low-temperature and low-energy dielectric barrier discharge in air (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Teramoto, T. Shiono, R. Ono, and T. Oda
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: vol.50,no.3 ページ: 036201
• [雑誌論文] Kinetic model of vibrational relaxation in humid-air pulsed corona discharge (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Komuro, R. Ono, and T. Oda
  • 雑誌名: Plasma Sources Sci. Technol. 巻: vol.19,no.5 ページ: 055004
• [雑誌論文] Gas density in pulsed positive streamer measured by laser shadowgraph (2010)
  • 著者名/発表者名: R. Ono, Y. Teramoto, and T. Oda
  • 雑誌名: J.Phys.D 巻: vol.43,no.34 ページ: 345203
• [雑誌論文] Effect of humidity on gas temperature in the afterglow of pulsed positive corona discharge (2010)
  • 著者名/発表者名: R. Ono, Y. Teramoto, and T. Oda
  • 雑誌名: Plasma.SourceSciTechnol. 巻: vol.19,no.1 ページ: 015009
• [雑誌論文] 空気中コロナ放電を用いた色素増感太陽電池TiO2電極表面処理 (2010)
  • 著者名/発表者名: 寺本慶之,塩野拓,小野亮,小田哲治,
  • 雑誌名: 電気学会論文誌A 巻: vol.130,no.5 ページ: 525-526
• [学会発表] Measurement of hydroxyl radical in an atmospheric pressure plasma driven by nano-second pulsed discharge (2013)
  • 著者名/発表者名: I. Yagi, Y. Nakagawa, R. Ono, T. Oda, and K. Takaki
  • 学会等名: 5th International Symposium on Advanced Plasma Science and Its Applications for Nitrides and Nanomaterials, P1012A
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 20130100
• [学会発表] Surface treatment of dye-sensitized solar cell using dielectric barrier discharge (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Ono, S. Zen, Y. Teramoto, K. Hanawa, S.Kobayashi, and T. Oda
  • 学会等名: 65th Annual Gaseous Electronics Conference , DT3-4
  • 発表場所: Austin, USA
  • 年月日: 20121000
• [学会発表] Modeling of radical productions and subsequent decay processes in an atmospheric pressure streamer discharge (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Komuro, R. Ono, and T. Oda
  • 学会等名: 65th Annual Gaseous Electronics Conference, NW1-58
  • 発表場所: Austin, USA
  • 年月日: 20121000
• [学会発表] Production and provision mechanisms of OH radical of an atmospheric-pressure helium plasma jet (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Yonemori, R. Ono, and T. Oda
  • 学会等名: 65th Annual Gaseous Electronics Conference, QR2-4
  • 発表場所: Austin,USA
  • 年月日: 20121000
• [学会発表] Investigation of humidity effect on atmospheric plasma decomposition of toxic gas with direct optical measurement of OH radicals (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakagawa, R. Ono, and T. Oda
  • 学会等名: 2012 IEEE Industry Applications Society Annual Meeting, EPC-319
  • 発表場所: Las Vegas, USA
  • 年月日: 20121000
• [学会発表] Measurement of OH radical in the effluent of an atmospheric pressure helium plasma jet (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Yonemori, R. Ono, and T. Oda
  • 学会等名: 2012 IEEE Industry Applications Society Annual Meeting, EPC320
  • 発表場所: Las Vegas, USA
  • 年月日: 20121000
• [学会発表] Dielectric barrier discharge surface modification and ultraviolet treatment technique for dye-sensitized solar cells (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Zen, R. Ono, and T. Oda
  • 学会等名: 11th Asia Pacific Conference on Plasma Science and Technology and 25th Symposium on Plasma Science for Materials,
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20121000
• [学会発表] Optical Diagnosis of High Pressure Non-thermal Plasma (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Oda, Y.Nakagawa, and R.Ono
  • 学会等名: 7th Int. Conf. Appl. Electrost. (ICAES),ICAES2-46(keynote speech-1)
  • 発表場所: Darlian, China
  • 年月日: 20120900
• [学会発表] Optical Diagnosis of High Pressure Non-thermal Plasma (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Oda, Y.Nakagawa, Y.Teramoto, and R.Ono
  • 学会等名: Int. Symp.Electrohydrodynamics (ISEHD)2012,Oda.doc
  • 発表場所: Gdansk, Poland
  • 年月日: 20120900
• [学会発表] Numerical study for production of O and N radicals in atmospheric pressure streamer discharge (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Komuro, R. Ono, and T. Oda
  • 学会等名: Int. Conf. Gas Discharges and Their Applicat.
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 20120900
• [学会発表] Nano-seconds pulsed discharge plasma inducing apoptotic behavior in fibroblast cell lines (2012)
  • 著者名/発表者名: I. Yagi, T. Yasuda, R. Ono, T. Oda, C.Tsutsui, T. Hirata, and K. Takaki
  • 学会等名: 9th International Bioelectrics Symposium
  • 発表場所: Kumamoto, Japan
  • 年月日: 20120900
• [学会発表] Distribution of OH radical on water surface provided by an atmospheric-pressure helium plasma jet (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Yonemori, R. Ono, and T. Oda
  • 学会等名: 9th International Bioelectrics Symposium
  • 発表場所: Kumamoto, Japan
  • 年月日: 20120900
• [学会発表] Apoptosis induction on fibroblast cells by atmospheric pressure plasma treatment using nanosecond pulsed power generator (2012)
  • 著者名/発表者名: I. Yagi, T. Yasuda, R. Ono, T. Oda, C.Tsutsui, T. Hirata, and K. Takaki
  • 学会等名: 4th International Conference on PlasmaMedicine
  • 発表場所: Orleans, France
  • 年月日: 20120600
• [学会発表] Surface treatment of dye-sensitized solar cell using dielectric barrier discharge (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Zen, Y. Teramoto, K. Hanawa, S.Kobayashi, R. Ono, and T. Oda
  • 学会等名: Proc. 2012Joint Electrostatics Conf.
  • 発表場所: Cambridge, Ontario, Canada
  • 年月日: 20120600
• [学会発表] Raman spectroscopy of molecule densities in hydrogen-air mixture premixed gas ignited by spark discharge (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Kumamoto, R. Ono and T. Oda
  • 学会等名: Proc. 2012 Joint Electrostatics Conf.
  • 発表場所: Cambridge, Ontario, Canada
  • 年月日: 20120600
• [学会発表] Optical Diagnosis of High Pressure Non-thermal Plasma (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Oda
  • 学会等名: 2012 Basics Appl. Plasma Tech. (APSPT)-7, Plenary Session1-2, (invited)
  • 発表場所: TetsujiOda.pdf Taipei
  • 年月日: 20120400
• [学会発表] Characteristics of Corona Discharge from multi-pin electrodes (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Soda , T. Kodama, and T. Oda
  • 学会等名: Conf. Rec. 2012 IAS ann. Meetings, EPC-322
  • 発表場所: Las Vegas, USA
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] Non-Thermal Decomposition of Dilute Trichloroethylene in Air - Catalyst Effect (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Oda, Y.Nakagawa, R.Ono and H.Fujisawa
  • 学会等名: Proc. 12th Int.Conf.Electrost.Precipitation
  • 発表場所: Nuernberg, Germany
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] OH density and temperature measurement in coaxial cylinder DBD reactor under atmospheric pressure humid air (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakagawa, R. Ono, and T. Oda
  • 学会等名: ICPIGBelfast 2011
  • 発表場所: Belfast, UK
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] Two-dimensional simulation of streamer discharge including the vibrationally excited molecules effects (2011)
  • 著者名/発表者名: A.Komuro, R.Ono, and T. Oda
  • 学会等名: Conf.Rec.2011IEEE/IAS
  • 発表場所: Orlando, USA
  • 年月日: 20110000
• [図書] 電気材料基礎論 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小田哲治
  • 総ページ数: 200
  • 出版者: サイエンス社