| 研究課題/領域番号 |
20K20991
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
小室 淳史 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 助教 (70733137)
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| 研究分担者 |
寺本 慶之 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 (00635328)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| キーワード | 大気圧プラズマ / 火星環境 / 酸素生成 / 二酸化炭素分解 |
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| 研究実績の概要 |
最終年度は低温での放電実験を継続しつつ、低温環境下におけるCO2の分解システムの構築と計測を行った。放電実験では前年度はガスを乾燥空気のみで放電を発生させ計測を行ったが、今年度は窒素とCO2でも実験を行った。窒素を用いた場合には低温にした場合に放電エネルギーが変化することが観測されたが、CO2を用いた場合には低温にすると著しく放電が発生しにくくなり、正確な計測が困難であった。CO2は酸素や窒素に比べて昇華点が-78.5度と高く、液体窒素(-196度)を用いた冷却方式では容易にドライアイスに変わってしまうことが原因であると考えられた。今後はより正確な温度制御が可能なシステムを考え、実験を継続したいと考えている。CO2の分解システムに関しては、ガラス管を用いた同軸型のDBDリアクタを製作した。ドライポンプを用いてリアクタ内を0.7 kPa程度の圧力にし、ポンプの排気をガスクロマトグラフに接続することでガスの分析を行った。放電を発生させる電源には交流高電圧電源を用い、導入するCO2はマスフローメーターにより制御した。CO2をDBDでプラズマ処理することにより、CO2からO2とCOが生成されることが確認できた。CO2の分解率は現段階ではおおよそ30%程度であり、今後DBDリアクタの改善や、電源を工夫することによりCO2の分解量や効率を改善できるものと考えられる。一方で、低圧でDBDを発生させるとリアクタが容易に高温になってしまい、放電が持続できないという問題が発生したため、今後リアクタの形状や電源を工夫することで対処していきたい。
研究機関全体として、火星環境下(低温低圧のCO2+N2雰囲気下)における放電現象の基礎特性を取得し、またCO2分解実験では低温低圧環境下でも放電によりCO２が分解されO2とCOが生成されていることが確認できた。
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