高繰り返しパルスパワーを用いた環境浄化研究

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23560331
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 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: 熊本大学
• 研究代表者: 佐久川 貴志 熊本大学, パルスパワー科学研究所, 准教授 (40398186)
• 連携研究者: 秋山 秀典 熊本大学, パルスパワー科学研究所, 教授 (50126827) ; 勝木 淳 熊本大学, パルスパワー科学研究所, 教授 (80233758) ; レザ ホセイニ セイエド ハミド 熊本大学, パルスパワー科学研究所, 教授 (00543406)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: パルスパワー

研究概要

水環境浄化の研究ではアオコと呼ばれる有害藍藻類について、水中ストリーマ状放電を用いた新しい処理方法を確立した。これは薬品を用いない、環境負荷の無い処理方法として国際誌にも掲載された。実際のダム湖においてその実証試験を行った。実証試験の状況はテレビや新聞などの各メディアに取り上げられた。他に大気圧プラズマジェットを用いた大腸菌殺菌の効果検証を行い、実験的に殺菌効果の実証を行った。また、水面での高繰り返し放電によりH2O2の生成量向上に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] A Method of Cyanobacteria Treatment Using Underwater Streamer-Like Discharge (2014)
  • 著者名/発表者名: T, Sakugawa, N Aoki, H, Akiyama, K. Ishibashi, M. Watanabe, A, Kouda, K, Suematsu
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Plasma Science 巻: Vol.42, No.3 ページ: 794-798
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrogen Peroxide Generation by Pulsed Discharge in Bubbling Water (2013)
  • 著者名/発表者名: Ruma, N. Aoki, T. Sakugawa, H. Akiyama and M. Akiyama
  • 雑誌名: IEEJ Transactions on Fundamentals and Materials 巻: Vol.133, No.12, Sec. A ページ: 636-641
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of pulse Power Discharges in Water on Algae Treatment (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Gnapowski, H, Akiyama, T. Sakugawa and M. Akiyama
  • 雑誌名: IEEJ Transactions on Fundamentals and Materials 巻: Vol. 133, No. 4 ページ: 198-204
  • DOI: 10.1514/ieejfms.133.198
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of pulse frequency of input poweron the physical and chemical properties of pulsed streamer discharge plasmas in water (2013)
  • 著者名/発表者名: Ruma, P. Lukes, N. Aoki, E. Spetlikova, S. H. R. Hosseini, T. Sakugawa and H. Akiyama
  • 雑誌名: JOURNAL OF PHYSICS D : APPLIED PHYSICS 巻: 46
  • DOI: 10.1088/0022-3727/46/12/125202
  • 査読あり
• [雑誌論文] Time-Resolved High-Speed Visualization and Analysis of Underwater Shock Wave Focusing Generated by a Magnetic Pulse Compression Unit (2012)
  • 著者名/発表者名: D. Oshita, S. H. R. Hosseini, Y. Okuda, Y, Miyamoto, T, Sakugawa, S, Katsuki, H, Akiyama
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Plasma Science 巻: Vol.40, No.10 ページ: 2395-2400
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coaxial Magnetic Pulse Compression System to Generate Fast-rising Pulsed Power (2012)
  • 著者名/発表者名: Satoru Ueda, Tatsuro Sakamoto, Takashi Sakugawa, Hidenori Akiyama
  • 雑誌名: IEEJ Transactions on Fundamentals and Materials 巻: Published online in Wiley Online Library (wileyonlinelibrary.com)
  • DOI: 10.1002/tee.21798
  • 査読あり
• [雑誌論文] 小型高繰り返しパルスパワー発生装置の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 廣野佳那子, 伊藤優太, 佐久川貴志, 秋山秀典, 上野崇寿
  • 雑誌名: 静電気学会誌/"Development of Compact and High-Repetition Rate Pulsed Power Modulator"(Journal of the Institute of Electrostatics Japan) 巻: Vol.36, No.6 ページ: 261-266
  • 査読あり
• [雑誌論文] FPGAを用いたパルスパワーの電圧制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 秋山雅裕, 坂本達朗, 高橋克幸, 上野崇寿, 佐久川貴志, 秋山秀典
  • 雑誌名: プラズマ・核融合学会誌/"Voltage Control of Pulsed Power using FPGA", (The Japan Society of Plasma Science and Nuclear Fusion Research) 巻: Vol.87, No.10 ページ: 724-727
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characteristics of Micro Underwater Shock Waves Produced by Pulsed Electric Discharges for Medical Applications (2011)
  • 著者名/発表者名: S. H. R. Hosseini, S. Iwasaki, T. Sakugawa and H. Akiyama
  • 雑誌名: Journal of the Korean Physical Society 巻: Vol. 59, No. 6, December ページ: 3526-3530
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of 60 ns Pulsed Electric Fields on Embryonic Stem Cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Akiyama, Eri Shiraishi, Takashi Sakugawa, S. Hamid R Hosseini, Hidenori Akiyama, Nobuaki Shiraki, Shoen Kume
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation 巻: Vol. 18, Issue 4 ページ: 1119-1123
  • 査読あり
• [学会発表] STUDY ON HYDROGEN PEROXIDE GENERATION BY WATER SURFACE DISCHARGE (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshihara, Ruma, N. Aoki, S.H.R. Hosseini, T. Sakugawa, H. Akiyama, P. Lukes
  • 学会等名: IEEE International Pulsed Power & Plasma Science(PPPS2013)
  • 発表場所: San Francisco, USA(pp.1141-1145)
  • 年月日: 2013-06-20
• [学会発表] INVESTIGATION OF PRE-IONIZATION AND ATMOSPHERIC PULSED DISCHARGE PLASMA (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Sakugawa, T. Iwaishi, S.H.R. Hosseini, H. Akiyama
  • 学会等名: IEEE International Pulsed Power & Plasma Science(PPPS2013)
  • 発表場所: San Francisco, USA(pp.92-96)
  • 年月日: 2013-06-17
• [学会発表] A METHOD OF CYANOBACTERIA TREATMENT USING UNDERWATER PULSED STREAMER LIKE DISCHARGE (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Sakugawa, N. Aoki, H. Akiyama, K. Ishibashi, M. Watanabe, A. Kouda, K. Suematsu
  • 学会等名: 4th Euro-Asian Pulsed Power Conference (19th International Conference on High-Power Particle Beams)
  • 発表場所: Karlsruhe, Germany(pp. **)
  • 年月日: 2012-10-04
• [学会発表] VARIATION OF PHYSICAL AND CHEMICAL PROPERTIES OF PULSED STREAMER DISCHARGE IN WATER WITH A PULSE REPETITION RATE OF INPUT WATER (2012)
  • 著者名/発表者名: Ruma, P. Lukes, N. Aoki, S. H. R. Hosseini, T. Sakugawa, H. Akiyama
  • 学会等名: 4th Euro-Asian Pulsed Power Conference (19th International Conference on High-Power Particle Beams)
  • 発表場所: Karlsruhe, Germany(pp. **)
  • 年月日: 2012-10-02
• [学会発表] Primary and Secondary Effects of Non-thermal and Thermal Electrical Pulses (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Katsuki, M. Yano, N. Tanaka, K. Mitsutake, M. Morodomi, K. Abe, T. Sakugawa, H. Akiyama
  • 学会等名: 9th International Bioelectrics Symposium
  • 発表場所: Kumamoto, Japan(Paper No. K-4)
  • 年月日: 2012-09-07
• [学会発表] Development of Nano-Second Compact Pulsed Power Generator Using Diodes (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Matsumura, H. Akiyama, T. Sakugawa
  • 学会等名: 9th International Bioelectrics Symposium
  • 発表場所: Kumamoto, Japan(Paper No. P-2B-12)
  • 年月日: 2012-09-07
• [学会発表] Development of High Production Compact Ozonizer Using Pulsed Streamer Discharge (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Sato, T. Iwaishi, H. Akiyama, T. Sakugawa
  • 学会等名: 9th International Bioelectrics Symposium
  • 発表場所: Kumamoto, Japan(Paper No. P-2B-9)
  • 年月日: 2012-09-07
• [学会発表] Compact Capacitor Charger Using Resonant MOSFET Inverter for Repetitive Pulsed Power Generator for Bioelectrics (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Matsumoto, T. Kajiwara, T. Sakugawa, H. Akiyama, A. Kouda, M. Watanabe, K. Suematsu
  • 学会等名: 9th International Bioelectrics Symposium
  • 発表場所: Kumamoto, Japan(Paper No. P-2A-11)
  • 年月日: 2012-09-07
• [学会発表] Development of a Nano-second Pulsed Electric Fields System Used for Biological Experiments (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Tnabe, Y. Hagio, K. Ishibasi, T. Sakugawa, A. Kouda, K. Suematsu, H. Akiyama
  • 学会等名: 9th International Bioelectrics Symposium
  • 発表場所: Kumamoto, Japan(Paper No. P-2A-13)
  • 年月日: 2012-09-07
• [学会発表] Micro Plasma Jet for Environmental Applications (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Inokuchi, T. Miki, T. Sakugawa, H. Akiyama
  • 学会等名: 9th International Bioelectrics Symposium
  • 発表場所: Kumamoto, Japan(Paper No. P-2B-1)
  • 年月日: 2012-09-07
• [学会発表] Effect of Gap Distance on Hydrogen Peroxide Generation by Pulsed Discharge in Bubbling Water (2012)
  • 著者名/発表者名: Ruma, N. Aoki K. Yoshihara, M. Akiyama, T. Sakugawa, P. Lukes, H. Akiyama
  • 学会等名: 9th International Bioelectrics Symposium
  • 発表場所: Kumamoto, Japan(Paper No. P-2B-4)
  • 年月日: 2012-09-07
• [学会発表] Development of Compact Pulsed Power Generator for Bioelectrics (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Hagio, T. Sakugawa, H. Akiyama
  • 学会等名: 9th International Bioelectrics Symposium
  • 発表場所: Kumamoto, Japan(Paper No. P-2B-8)
  • 年月日: 2012-09-07
• [学会発表] Cyanobacterial Bloom Treatment by Underwater Discharge Using Pulsed Power (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Aoki, K. Ishibashi, T. Sakugawa, H. Akiyama, A. Kouda, K. Suematsu
  • 学会等名: 9th International Bioelectrics Symposium
  • 発表場所: Kumamoto, Japan(Paper No. P-1B-8)
  • 年月日: 2012-09-07
• [学会発表] Fundamental Research on Electrical Discharge in Water (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Onodera, D. Azumaya, Y. Kikuchi, M. Akiyama, T. Sakugawa, H. Akiyama
  • 学会等名: 9th International Bioelectrics Symposium
  • 発表場所: Kumamoto, Japan(Paper No. P-1B-7)
  • 年月日: 2012-09-07
• [学会発表] LOW TEMPERATURE PLASMA PRODUCTION IN WATER, SUPERCRITICAL FLUID AND AIR FLOW AND ITS AOOLICATIONS (2012)
  • 著者名/発表者名: Hidenori Akiyama, Makoto Inokuchi, Hidetoshi Ishizawa, Tatsuro Sakamoto, Tomohiro Furusato, Takashi Sakugawa, Sunao Katsuki, Gnapowski Sebastian, Masahiro Akiyama
  • 学会等名: 39th International Conference on Plasma Science
  • 発表場所: Edinburgh, UK(p.4A-7, DOI :10.1109/PLASMA.2012.6383936, E-ISBN :978-1-4577-2128-1)
  • 年月日: 2012-07-09
• [学会発表] ALGAE TREATMENT EFFECTS BY PULSE POWER DISCHARGE IN THE WATER (2012)
  • 著者名/発表者名: Sebastian Gnapowski, Ruma, Hidenori Akiyama, Takashi Sakugawa, Masahiro Akiyama
  • 学会等名: 39th International Conference on Plasma Science
  • 発表場所: Edinburgh, UK(pp. **)
  • 年月日: 2012-07-09
• [学会発表] Spectroscopic observation of micro plasma jets generated by pulsed power (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Inokuchi, T. Sakugawa, H. Akiyama
  • 学会等名: Proceedings of Power International Power Modulator and High Voltage Conference
  • 発表場所: San Diego, USA(pp.504-507 DOI :10.1109/IPMHVC.2012.6518791, E-ISBN : 978-1-4673-1222-6)
  • 年月日: 2012-06-04
• [学会発表] Influence ofgas flow rate and pressure in reactors on ozone productionusing a compact pulsed power generator (2011)
  • 著者名/発表者名: F.Tanaka, T.Iwaishi, T.Sakugawa, H.Akiyama
  • 学会等名: 18th IEEE International Pulsed Power Conference
  • 発表場所: Chicago, USA(pp.1570-1573)
  • 年月日: 2011-06-23
• [学会発表] Compact Capacitor Charger Using Resonant MOSFET Inverter (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Sakugawa, Y. Matsumoto, Y. Itoh, H. Akiyama, K. Suematsu, A. Kouda, H. Watanabe,: S. Baba
  • 学会等名: 18th IEEE International Pulsed Power Conference
  • 発表場所: Chicago, USA(pp.1398-1401)
  • 年月日: 2011-06-22
• [学会発表] EFFECTS OF PULSED ELECTRIC FIELD NUMBER OF EMBRYOIC DEVELOPMENT OF ORYZIAS LATIPES (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Yamanaka, S.H.R. Hosseini, D.K. Kang, T. Sakugawa, H. Akiyama
  • 学会等名: 18th IEEE International Pulsed Power Conference
  • 発表場所: Chicago, USA(pp.1232-1237)
  • 年月日: 2011-06-22
• [学会発表] PRODUCTION OF UNIFORM UNDERWATER SHOCK WAVES BY PULSED ELECTRIC DISCHARGE (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Okuda, S.H.R. Hosseini, D. Oshita, S. Iwasaki, T. Sakugawa, H. Akiyama
  • 学会等名: 18th IEEE International Pulsed Power Conference
  • 発表場所: Chicago, USA(pp.1216-1220)
  • 年月日: 2011-06-22
• [学会発表] MINIATURE PULSED POWER GENERATOR USING A MAGNETIC PULSE COMPRESSION CIRCUIT (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Ito , K. Kouno, T. Sakamoto, T. Sakugawa, H. Akiyama
  • 学会等名: 18th IEEE International Pulsed Power Conference
  • 発表場所: Chicago, USA(pp.146-150)
  • 年月日: 2011-06-22
• [学会発表] FAST RISE TIME PULSED POWER GENERATOR USING IGBTS AND COAXIAL MAGNETIC PULSE COMPRESSION CIRCUIT (2011)
  • 著者名/発表者名: Takashi Sakugawa, Satoru Ueda, Hidenori Akiyama
  • 学会等名: 18th IEEE International Pulsed Power Conference
  • 発表場所: Chicago, USA(pp.140-145)
  • 年月日: 2011-06-22
• [備考]
  • URL: http://www.ipps.kumamoto-u.ac.jp/
• [産業財産権] 予備電離を用いたパルスストリーマ状放電プラズマ発生装置 (2013)
  • 発明者名: 佐久川貴志, 秋山秀典
  • 権利者名: 国立大学法人熊本大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2013-125641
  • 出願年月日: 2013-06-14
  • 外国