大気圧酸素中誘電体バリア放電による高効率オゾン生成に関するシミュレーション

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23560352
• 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: 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工
• 研究代表者: 明石 治朗 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工, 応用科学群, 准教授 (20531768)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 大気圧放電 / 誘電体バリア放電 / 酸素 / オゾン / シミュレーション / ストリーマ / オゾンゼロ現象 / 窒素

研究概要

これまで知られていなかったオゾンゼロ現象・回復現象の発生・回復メカニズムを計算機シミュレーションを用いて明らかにした。オゾンゼロ現象は、誘電体表面からの二次電子放出の低下が引金となりガス温度が上昇し、オゾン生成を低下させ、微量窒素・一酸化窒素ガスの導入によるオゾン生成の回復現象は、窒素・一酸化窒素から解離した窒素原子がオゾン生成の回復の主要因であることを明らかにした。また、詳細な放電進展過程をシミュレーションすることにより、誘電体近傍でのガス温度上昇を抑制した場合、従来とは異なる自己組織化されたプラズマが発生し、これらのプラズマによる高効率なオゾン生成が可能であることがわかった。

研究成果

• [雑誌論文] Recovery mechanisms of ozone zero phenomena by adding nitrogen and nitrogen monoxide in atmospheric pressure oxygen dielectric barrier discharges (2014)
  • 著者名/発表者名: Haruaki Akashi, Tomokazu Yoshinaga, Akinori Oda
  • 雑誌名: IEEJ Trans. FM 巻: Vol.134, No.7(to be published)
  • 査読あり
• [雑誌論文] 二次電子放出係数が大気圧酸素誘電体バリア放電に与える影響について (2014)
  • 著者名/発表者名: 明石治朗, 吉永智一, 小田昭紀
  • 雑誌名: 電気学会論文誌A 巻: 134巻6号(掲載予定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Secondary Electron Emission Coefficients on Townsend's Second Ionization Coefficient in Argon Dielectric Barrier Discharges (2014)
  • 著者名/発表者名: Tomokazu Yoshinaga, Haruaki Akashi
  • 雑誌名: IEEJ Trans. Electrical. and Electronic Eng 巻: Vol.9, No.5(to be published)
  • 査読あり
• [雑誌論文] 電極材料の電子放出特性と放電プラズマ発光特性研究調査委員会レポート (2013)
  • 著者名/発表者名: 明石治朗
  • 雑誌名: 照明学会誌 巻: 97巻B
• [雑誌論文] Various Kinds of Streamers in Atmospheric Pressure Oxygen Dielectric Barrier Discharge (2011)
  • 著者名/発表者名: Go Takahashi and Haruaki Akashi
  • 雑誌名: IEEE Trans. Plasma Sci 巻: VOl.39, No.11 ページ: 2234
  • DOI: 10.1109/TPS.2011.2160564
  • 査読あり
• [学会発表] オゾンゼロ現象の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 明石治朗
  • 学会等名: 平成26年電気学会全国大会シンポジウムS3:放電基礎パラメータと放電応用技術の最前線II
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 20140300
• [学会発表] Modeling of self-organized plasma in atmospheric pressure dielectric barrier discharges (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Akashi and T. Yoshinaga
  • 学会等名: The XXII Europhysics Conference on Atomic and Molecular Physics of Ionized Gases
  • 発表場所: Greifswald, Germany
  • 年月日: 20140000
• [学会発表] Numerical simulations on secondary electron emission coefficients and Townsend's second ionization coefficients in argon DBDs (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Yoshinaga, H. Akashi
  • 学会等名: The XXII Europhysics Conference on Atomic and Molecular Physics of Ionized Gases
  • 発表場所: Greifswald, Germany
  • 年月日: 20140000
• [学会発表] Effect of Seconday Electron Emission Coefficient on Townsend's Second Ionization Coefficient (2014)
  • 著者名/発表者名: Tomokazu Yoshinaga and Haruaki Akashi
  • 学会等名: 20^<th> International Conference on Gas Discharges and thier Applications
  • 発表場所: Orleans, France
  • 年月日: 20140000
• [学会発表] Mechanism of ozone generation recovery by adding Nitrogen(2)–Dependence of miture ratio and dissociation rate- (2013)
  • 著者名/発表者名: Haruaki Akashi, Tomokazu Yoshinaga
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 20130900
• [学会発表] 誘電体バリア放電の二次電子放出係数特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 明石治朗
  • 学会等名: 平成25年度照明学会全国大会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 20130900
• [学会発表] Ozone Depressionからの微量窒素添加によるOzone生成の回復メカニズムついて-ガス温度依存性について- (2013)
  • 著者名/発表者名: 明石治朗, 吉永智一
  • 学会等名: 平成25年電気学会全国大会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 20130300
• [学会発表] Ozone Depression時の微量窒素添加によるOzone生成の回復メカニズムついて-解離度依存性について- (2013)
  • 著者名/発表者名: 明石治朗, 吉永智一
  • 学会等名: 第60回春季応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
  • 年月日: 20130300
• [学会発表] Modeling of recovery mechanism of ozone zero phenomena by adding small amount of nitrogen in atmospheric pressure oxygen dielectric barrier discharges (2013)
  • 著者名/発表者名: Haruaki Akashi and Tomokazu Yoshinaga
  • 学会等名: 66^<th> Annual Gaseous Electronics Conference
  • 発表場所: Princeton NJ, USA
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] Recovery mechanism of ozone generation by adding nitrogen in atmospheric pressure dielectric barrier discharges (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Akashi, T. Yoshinaga, A. Oda
  • 学会等名: XXXI International Conference on Phenomena in Ionized Gases
  • 発表場所: Granada Spain
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] Effect of secondary electron emission on atmospheric pressure oxygen dielectric barrier discharges (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Akashi, T. Yoshinaga, A. Oda
  • 学会等名: XXI Europhysics Conference on the Atomic and Molecular Physics of Ionized Gases
  • 発表場所: Viana do Castelo, Portugal
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] 大気圧酸素誘電体バリア放電の二次電子放出係数依存性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 明石治朗, 吉永智一
  • 学会等名: 電気学会放電研究会
  • 発表場所: 千葉工業大学
  • 年月日: 20111000
• [学会発表] Ozone generation and streamers in atmospheric pressure oxygen dielectric barrier discharge (2011)
  • 著者名/発表者名: G. Takahashi, H. Akashi, A. Oda and T. Yoshinaga
  • 学会等名: XXX International Conference on Phenomena in Ionized Gases
  • 発表場所: Belfast, UK
  • 年月日: 20110000
• [図書] 電極材料の電子放出特性と放電プラズマ発光特性研究調査委員会報告書 (2013)
  • 著者名/発表者名: 明石治朗, 他15名
  • 出版者: 照明学会