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大気圧マイクロトレンチプラズマによるCO_2水素化技術

常压微沟槽等离子体CO_2加氢技术

基本信息

批准号：
11875068
负责人：
安岡康一
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

平成12年度は前年度に用意した実験システムを使用し、より高い動作圧力でCO_2プラズマの発生を可能とするため、マイクロトレンチ構造を発展させたマイクロホローカソードを電極構造に取り入れ、直流およびパルス励起方式の研究によって大気圧まで安定にプラズマ化する技術を確立した。直流駆動の実験では陰極穴径200μmの場合に、最大460Torrまで安定な放電ができた。しかし、大気圧での運転は放電が不安定になり、実現できなかった。また、直流駆動の場合は大きな値の安定化抵抗を必要とするため効率は低く、これら問題点を解決するため、パルス駆動化を進めた。パルス駆動の場合は、陰極穴径600μm、ギャップ長100μmの場合に、100%CO_2ガス大気圧で安定な放電を始めて実現した。パルス駆動の場合は、安定化抵抗を直流駆動に比較して50分の1にまでに低減でき、抵抗で消費される電力の大幅削減を可能として全体効率の向上を実現した。また、パルス駆動のマイクロホローカソード放電の安定性はガス圧力pと陰極穴径Dに影響されるだけではなく、陰極-陽極間のギャップ長dにも大きく影響されることを示し、これらの実験結果から、安定放電領域の上下限をpD積及びpd積により示すことを提案した。さらに、圧力760Torr、陰極穴径600μm、ギャップ長100μm、放電電流100mAの場合、負グロー部の換算電界は127Tdであり、陽光柱部の換算電界37Tdに比較して、3倍強であることがわかった。同条件での放電電流密度は〜35A/cm^2、放電エネルギー密度は〜1.3MW/cm^3であった。CO_2の分解特性は、マルチチャンネル分光測定及びガス検知管により観測し、マイクロホローカソード放電によって、COとO_2に分解されている様子を確認した。以上より、微小陰極穴径をもちかつ短ギャップ化したマイクロホローカソード構造により大気圧プラズマを駆動する技術を確立し、これによって換算電界の高い負グロー部を有効利用することを可能とし、今後この特徴を生かした幅広い応用が期待されることを示した。

In 2012, the company established the technology of high pressure and stable CO2 generation. DC power supply is stable up to 460 Torr when the cathode hole diameter is 200 μ m. The country is unstable and unstable. In the case of DC vibration, it is necessary to stabilize the resistance. When the cathode hole diameter is 600 μ m and the cathode hole length is 100 μ m, the stability of the cathode is achieved at 100% CO_2 and high pressure. In the case of power generation, stabilization resistance, DC power generation, compared to 50 minutes, can be reduced, power consumption can be reduced, and overall efficiency can be increased. The stability of the cathode is affected by the pressure p and the cathode diameter D. The stability of the cathode is affected by the pressure p and the cathode diameter D. The stability of the cathode is affected by the pressure p and the cathode diameter D. The stability of the cathode is affected by the pressure p and the cathode diameter D. When the voltage is 760 Torr, the cathode hole diameter is 600 μ m, the cathode hole length is 100 μ m, the discharge current is 100 mA, the conversion electric boundary of the negative electrode part is 127 Td, and the conversion electric boundary of the solar column part is 37 Td. Under the same conditions, the current density of Li Guo is~35 A/cm^2, and the current density of Li Guo is~1.3MW/cm^3. The decomposition characteristics of CO_2 were determined by spectrophotometry, and the decomposition characteristics of CO and O_2 were confirmed. The above is a description of the characteristics of the cathode and the structure of the cathode and the structure of the cathode.