非熱平衡プラズマと触媒の相互作用による高効率排ガス分解

通过非热平衡等离子体和催化剂之间的相互作用实现高效废气分解

• 批准号: 12780355
• 负责人: 井深 真治
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12780355/
• 关键词: ガス分解; 触媒; 非平衡プラズマ; ハニカムセラミックス; SIサイリスタ; 排ガス分解; 比熱平衡プラズマ

本研究は,触媒と非平衡プラズマの相互作用を積極的に利用することで,窒素酸化物等の排ガス分解効率を飛躍的に向上させることを目的としたものである。特に,ガスとの接触面積が大きく,圧力損失の小さいハニカムセラミックスを利用することで,新しい放電リアクタの開発を目指したものである。本年度は,モノリス型と呼ばれるレンコン形状のハニカムセラミックスを用いた放電リァクタを試作し,静電誘導型(SI)サイリスタを用いた全固体高繰り返しパルス電源を用いてガス分解実験を行った。実験に用いたガスは,一酸化窒素を純窒素で200ppmに希釈した模擬排ガスで,触媒には酸化チタンを利用した。本年度の実験結果から得られた知見を以下にまとめる。1,酸化チタン触媒存在下においては,酸化チタンが酸化触媒として作用することにより,一酸化窒素の二酸化窒素への変換が促進される。2,触媒の作用は,非平衡プラズマから放射される紫外光(主に窒素分子からの発光)による光触媒効果によるものである.3,モノリス型ハニカムセラミックス中の放電は,セラミックス表面状態により多大な影響を受ける。ハニカムセラミックス表面での一酸化窒素の吸着効果はほとんど観測されなかった.これは,今回利用したハニカムセラミックスの表面構造によるものであると考えられる。5,今回の実験では,純窒素希釈の模擬排ガスを使用したため,酸化触媒による効果は非常に小さかったものの,ハニカムセラミックスと放電を組み合わせることで,これまで報告されている分解効率を凌ぐ効率(NO分解率56.2%において,12g/kwh)を得ることに成功した。

This study は catalyst と non-equilibrium プ ラ ズ マ の を positive interaction between に using す る こ と で, acidification smothering element content such as の row ガ ス decomposition rate of unseen を leap に さ upward せ る こ と を purpose と し た も の で あ る. Contact area, に ガ ス と の が big き く, small pressure loss の さ い ハ ニ カ ム セ ラ ミ ッ ク ス を using す る こ と で, new し い discharge リ ア ク タ の open 発 を refers し た も の で あ る. This year は モ ノ リ ス type と shout ば れ る レ ン コ ン shape の ハ ニ カ ム セ ラ ミ ッ ク ス を with い た discharge リ ァ ク タ を attempt し, electrostatic induction type (SI) サ イ リ ス タ を with い た full solid high Qiao り return し パ ル ス power を with い て ガ ス decomposition be 験 を line っ た. Be 験 に with い た ガ ス は, an acidification smothering を pure smothering element で 200 PPM に 釈 し た simulation row ガ ス で, catalytic に は acidification チ タ ン を using し た. The <s:1> experimental results of this year ら ら obtained られた insights を as follows にまとめる. 1, acidification チ タ ン catalyst in the presence of に お い て は, acidification チ タ ン が acidic catalyst と し て role す る こ と に よ り, a acidification acidification smothering element の two smothering element へ の variations in が promote さ れ る. 2, catalytic role の は, non-equilibrium プ ラ ズ マ か ら radiation さ れ る ultraviolet (main に smothering molecule か ら の 発 light) に よ る photocatalytic unseen fruit に よ る も の で あ る. 3, モ ノ リ ス type ハ ニ カ ム セ ラ ミ ッ ク ス は の discharge, セ ラ ミ ッ ク ス surface state に よ り how な を by け る. ハ ニ カ ム セ ラ ミ ッ ク ス surface で の an acidification smothering の smoking a sharper fruit は ほ と ん ど 観 measuring さ れ な か っ た. こ れ は, now back to using し た ハ ニ カ ム セ ラ ミ ッ ク ス の surface structure に よ る も の で あ る と exam え ら れ る. 5, today back to の be 験 で は, pure and smothering element 釈 の simulation row ガ ス を use し た た め, acidic catalyst に よ る unseen fruit は very small に さ か っ た も の の, ハ ニ カ ム セ ラ ミ ッ ク ス と discharge を group み close わ せ る こ と で, こ れ ま で report さ れ て い る decomposition rate of unseen を ling ぐ sharper rate (NO decomposition rate 56.2% に お い て, 12 g/KWH) を We get る とに とに success た.

项目成果

T.Nakamura: "Pulsed Surface Discharge in Honeycomb Ceramics and its Environmental Applications"International Symposium on Pulsed Power and Plasma Applications. PPT-00-68. 73-78 (2000)

T.Nakamura：“蜂窝陶瓷中的脉冲表面放电及其环境应用”脉冲功率和等离子体应用国际研讨会。

井深真二: "多孔質セラミックス内のパルス放電現象とそのガス分解への応用"電気学会パルスパワー研究会資料. PPT-01-52. 33-38 (2001)

Shinji Ibuka：“多孔陶瓷中的脉冲放电现象及其在气体分解中的应用”IEEJ 脉冲功率研究组材料 PPT-01-52 (2001)。

S.Ibuka: "OPTICAL INVESTIGATION OF FAST PULSED DISCHARGE ON SURFACE OF CERAMICS FOR ENVIRONMENTAL APPLICATIONS"13th International Conference on High-Power Particle Beams. 134-134 (2000)

S.Ibuka：“环境应用陶瓷表面快速脉冲放电的光学研究”第十三届高功率粒子束国际会议。

T.Murakami: "Pulsed discharge using porous ceramics for NO decomposition"2^<nd> Int. Symp on Pulsed Power and Plasma Applications. PPT-01-110. 66-71 (2001)

T.Murakami：“使用多孔陶瓷进行脉冲放电以分解 NO”2^<nd> Int。

Shinji Ibuka: "Optical Investigation of Fast Pulsed Discharge on Surface of Ceramics for Environmental Applications"Japanese Journal of Applied Physics. 40・2B. (2001)

Shinji Ibuka：“陶瓷表面快速脉冲放电的环境应用光学研究”日本应用物理学杂志 40・2B。