ECLIPSE: CAS-Climate: Understanding the Role of Thermally-Driven Processes in Pattern Formation and Droplet Emission in DC Glows with Applications to Water Treatment
ECLIPSE:CAS-气候:了解热驱动过程在直流辉光中图案形成和液滴发射中的作用及其在水处理中的应用
基本信息
- 批准号:2206039
- 负责人:
- 金额:$ 51.12万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2022
- 资助国家:美国
- 起止时间:2022-07-01 至 2025-06-30
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
This award enables study of plasma-liquid interactions which could be exploited for plasma treatment of water at atmospheric pressure. Applications of atmospheric pressure plasmas, which are plasmas produced in regular air, range from water treatment to CO2 abatement to medicine. For water treatment and medical applications, it is important to understand how these plasmas interact with water. Such interactions create highly reactive species that can transform electrical energy into chemical energy to drive the decomposition of toxic chemicals in drinking water or the disinfection of bacteria and viral particles on contaminated surfaces. This research activity aims to understand the plasma-liquid interaction and investigate the physics of the plasma contact area associated with processes such as self-organization. This research is expected to provide insight for scale-up for applications such as water treatment through the control of the plasma liquid contact area and reactive species delivery through self-organization. As such, this project is being supported under the ECosystem for Leading Innovation in Plasma Science and Engineering (ECLIPSE) program.The project will investigate the one atmosphere DC glow with liquid anode as a test bed to understand the complex plasma-liquid interface and demonstrate understanding and control over the contact area. This discharge is of interest because the anode attachment can self-organize, thereby changing the spatial distribution and size of the contact area - a key energy and mass transfer channel between plasma and liquid. The role of thermal processes such as evaporation that appear to play a key role in discharge operation will be explored. This discharge is also a source of solvated electrons and liquid derived high-speed droplets, some of which contain nanoparticles. Using advanced optical diagnostics, the goal is to understand the constrained dynamical variables associated with self-organization and the importance of thermal transport in discharge maintenance. This, in turn, will lead to improved understanding of the physics and chemistry of the plasma-liquid interface.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
该奖项允许研究等离子体-液体相互作用,可用于在大气压下对水进行等离子体处理。大气压等离子体是在常规空气中产生的等离子体,其应用范围从水处理到二氧化碳减排再到医学。对于水处理和医疗应用,了解这些等离子体与水的相互作用是很重要的。这种相互作用产生了高度活性的物质,可以将电能转化为化学能,以推动饮用水中有毒化学物质的分解,或者对受污染表面的细菌和病毒颗粒进行消毒。这项研究活动旨在了解等离子体-液体相互作用,并研究与自组织等过程相关的等离子体接触区的物理性质。这项研究有望为通过控制等离子体液体接触面积和通过自组织传递活性物种来扩大水处理等应用提供深入的见解。因此,该项目得到了等离子体科学与工程生态系统(ECLIPSE)计划的支持。该项目将研究带有液体阳极的单大气直流辉光作为试验台,以了解复杂的等离子体-液体界面,并展示对接触区域的理解和控制。这种放电很有意义,因为阳极连接可以自组织,从而改变接触区域的空间分布和大小--接触区域是等离子体和液体之间的关键能量和质量传递通道。将探讨蒸发等热过程在排放操作中似乎扮演关键角色的作用。这种放电也是溶剂化电子和液体衍生的高速液滴的来源,其中一些含有纳米颗粒。利用先进的光学诊断技术,目标是了解与自组织相关的约束动力学变量,以及热传输在放电维持中的重要性。这反过来将导致对等离子体-液体界面的物理和化学的更好的理解。这一奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的智力优势和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。
项目成果
期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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