| 研究課題/領域番号 |
26249015
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
西山 秀哉 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (20156128)
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| 研究分担者 |
高奈 秀匡 東北大学, 流体科学研究所, 准教授 (40375118)
上原 聡司 東北大学, 流体科学研究所, 助教 (70742394)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 機能性流体 / 放電 / 微小気泡 / プラズマ / 水質浄化 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、ナノパルス放電気泡ジェット発生装置を試作し、異なる電極形状および印加電圧において、難分解性物質である酢酸の分解実験を行った。さらに、ナノおよびマイクロパルス放電における分解特性の比較を行った。また、実験に基づいた水処理用気液二相０次元化学反応モデルを構築した。本研究で得られた結果を要約すると以下になる。
１．陽極がステンレスメッシュ円筒の場合、ステンレス平板の場合と比較して、放電が一様に形成された。また、より大きなエネルギーを投入できるため、酢酸分解量が増加する。
２．副生成物であるギ酸が生成されたが、分解開始６０分から分解が確認された。
３．印加電圧が小さいほどエネルギー効率は高く、本研究においては、5 kVの時に最大のエネルギー効率が得られた。
４．ナノパルス放電は、マイクロパルス放電と比べ瞬間的に大きな電流が流れるため、ＯＨラジカルの生成量が増加し、酢酸の分解量および分解効率が増加した。
５．気泡内放電によって生成するＯＨラジカルの液中濃度を明らかにするための気液二相０次元化学反応モデルを実験に基づき構築し、数値解法も提案した。
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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
ナノパルス放電気泡ジェットがマイクロパルス放電気泡ジェットに比べ、難分解性物質である酢酸分解エネルギー効率が優位であることを実験で明らかにし、さらに、活性種寿命や濃度分布を評価するための放電気泡の化学反応モデルの構築に成功したので。
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| 今後の研究の推進方策 |
２７年度は、実験面から循環型気泡ジェットシステムを構築し、同時に新規の気液反応モデルに基づいた数値シミュレーションにより、統合的研究を推進する。また、関連する分野の一線級の海外の研究者からもレビューをいただき、世界水準の研究を遂行する。
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