JP2003340271A - プラズマ反応装置 - Google Patents
プラズマ反応装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】強誘電体充填型プラズマ反応装置において、強
誘電体の空間占有率を低減させることにより電気容量を
減少させ、消費電力を削減する。 【解決手段】電極３Ａ，３Ｂの間に充填する誘電体４を
複層構造とし、コージェライト等の誘電率が比較的に低
い素材で核を構成し、その表面をチタン酸バリウム等の
強誘電性素材でコーティングする。誘電体４の形状は、
ペレット状、ハニカム状若しくはフォーム状とする。ま
た、有害副生成物の処理のため、誘電体４に触媒を担持
させる。
誘電体の空間占有率を低減させることにより電気容量を
減少させ、消費電力を削減する。 【解決手段】電極３Ａ，３Ｂの間に充填する誘電体４を
複層構造とし、コージェライト等の誘電率が比較的に低
い素材で核を構成し、その表面をチタン酸バリウム等の
強誘電性素材でコーティングする。誘電体４の形状は、
ペレット状、ハニカム状若しくはフォーム状とする。ま
た、有害副生成物の処理のため、誘電体４に触媒を担持
させる。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、プラズマ反応装置
に関し、詳細には、強誘電体充填型プラズマ反応装置の
省電力化に関する。
に関し、詳細には、強誘電体充填型プラズマ反応装置の
省電力化に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的な強誘電体充填型プラズマ反応装
置は、向かい合う一対の電極と、これらの電極で挟まれ
た強誘電体とからなる。具体的には、特開２００１−０
７４８８５号公報にあるように、強誘電性セラミックス
をペレット状に成形し、これを電極間に充填して構成さ
れる。
置は、向かい合う一対の電極と、これらの電極で挟まれ
た強誘電体とからなる。具体的には、特開２００１−０
７４８８５号公報にあるように、強誘電性セラミックス
をペレット状に成形し、これを電極間に充填して構成さ
れる。
【０００３】強誘電体充填型プラズマ反応装置により得
られる非平衡プラズマの発生場を利用して、オゾンを生
成し、メタノール等の燃料を改質し、あるいはエンジン
の排気ガスを処理する研究が進められている。
られる非平衡プラズマの発生場を利用して、オゾンを生
成し、メタノール等の燃料を改質し、あるいはエンジン
の排気ガスを処理する研究が進められている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに構成されるプラズマ反応装置には次のような問題が
ある。強誘電体充填型プラズマ反応装置の構成はコンデ
ンサのものと近似することができるので、その消費電力
（実効電力）Ｐｅｆｆはコンデンサにおけると同様に次
式で表される。
うに構成されるプラズマ反応装置には次のような問題が
ある。強誘電体充填型プラズマ反応装置の構成はコンデ
ンサのものと近似することができるので、その消費電力
（実効電力）Ｐｅｆｆはコンデンサにおけると同様に次
式で表される。
【０００５】
Ｐｅｆｆ＝Ｃ・ω・Ｖｅｆｆ2 ／（√２） ・・・（１）
Ｃ：コンデンサの電気容量
ω：交流電源の角周波数
Ｖｅｆｆ：実効電圧
ここで、電気容量Ｃは、強誘電体の比誘電率が充分に高
い場合に、強誘電体が電極間で占める空間占有率をｘと
して概ね次式で表される。
い場合に、強誘電体が電極間で占める空間占有率をｘと
して概ね次式で表される。
【０００６】
Ｃ＝ε・Ｓ／｛（１−ｘ）・ｄ｝ ・・・（２）
ε：反応ガスの誘電率
Ｓ：電極の面積
ｄ：電極間の距離
（１）及び（２）式から分かるように、強誘電体充填型
プラズマ反応装置の消費電力は強誘電体の空間占有率ｘ
に依存しており、同占有率ｘが高くなるほど電気容量Ｃ
が増大し、その結果消費電力も増大する。従来の強誘電
体充填型プラズマ反応装置では、ペレット状の強誘電体
が電極間に密に充填されていたため空間占有率ｘが高く
（５０〜７５％に達する。）、消費電力が大きいという
問題があった。
プラズマ反応装置の消費電力は強誘電体の空間占有率ｘ
に依存しており、同占有率ｘが高くなるほど電気容量Ｃ
が増大し、その結果消費電力も増大する。従来の強誘電
体充填型プラズマ反応装置では、ペレット状の強誘電体
が電極間に密に充填されていたため空間占有率ｘが高く
（５０〜７５％に達する。）、消費電力が大きいという
問題があった。
【０００７】 そこで、本発明は、強誘電体充填型プラズ
マ反応装置において、強誘電体の空間占有率ｘを低減さ
せることにより電気容量Ｃを減少させ、消費電力を削減
することを目的とする。
マ反応装置において、強誘電体の空間占有率ｘを低減さ
せることにより電気容量Ｃを減少させ、消費電力を削減
することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】 このため、請求項１に記
載の発明では、一対の電極と、これらの電極の間でプラ
ズマを発生させるために、これらの電極の間に配置され
た誘電体とを含んで構成されるプラズマ反応装置におい
て、前記誘電体を、強誘電性素材からなる第１の層と、
この第１の層の素材よりも誘電率が低い素材からなる第
２の層とを含んで構成した。
載の発明では、一対の電極と、これらの電極の間でプラ
ズマを発生させるために、これらの電極の間に配置され
た誘電体とを含んで構成されるプラズマ反応装置におい
て、前記誘電体を、強誘電性素材からなる第１の層と、
この第１の層の素材よりも誘電率が低い素材からなる第
２の層とを含んで構成した。
【０００９】請求項２に記載の発明では、前記第２の層
を前記第１の層よりも内側に形成することとした。請求
項３に記載の発明では、一対の電極と、これらの電極の
間でプラズマを発生させるために、これらの電極の間に
配置された誘電体とを含んで構成されるプラズマ反応装
置において、前記誘電体を、誘電率が比較的に低い素材
からなる核と、この核の外側に形成された、この核の素
材よりも誘電率が高い素材からなる被覆層とを含んで構
成した。
を前記第１の層よりも内側に形成することとした。請求
項３に記載の発明では、一対の電極と、これらの電極の
間でプラズマを発生させるために、これらの電極の間に
配置された誘電体とを含んで構成されるプラズマ反応装
置において、前記誘電体を、誘電率が比較的に低い素材
からなる核と、この核の外側に形成された、この核の素
材よりも誘電率が高い素材からなる被覆層とを含んで構
成した。
【００１０】請求項４に記載の発明では、前記誘電体を
ペレット状とした。請求項５に記載の発明では、前記誘
電体をハニカム状とした。請求項６に記載の発明では、
前記誘電体をフォーム状とした。請求項７に記載の発明
では、前記電極を反応ガスの流れに対して平行に配置す
ることとした。
ペレット状とした。請求項５に記載の発明では、前記誘
電体をハニカム状とした。請求項６に記載の発明では、
前記誘電体をフォーム状とした。請求項７に記載の発明
では、前記電極を反応ガスの流れに対して平行に配置す
ることとした。
【００１１】請求項８に記載の発明では、前記電極を反
応ガスの流れに対して垂直に配置することとした。請求
項９に記載の発明では、前記誘電体に触媒を担持させる
こととした。
応ガスの流れに対して垂直に配置することとした。請求
項９に記載の発明では、前記誘電体に触媒を担持させる
こととした。
【００１２】
【発明の効果】 請求項１〜３に係る発明によれば、電極
間に配置される誘電体を、強誘電性素材からなる第１の
層（請求項３の発明において「被覆層」）と、この第１
の層の素材よりも誘電率が低い素材からなる第２の層
（同発明において「核」）とを含んで構成することで、
強誘電性素材が電極間で占める空間占有率が低減され
る。このため、電気容量を減少させ、プラズマ反応装置
の消費電力を削減することができる。
間に配置される誘電体を、強誘電性素材からなる第１の
層（請求項３の発明において「被覆層」）と、この第１
の層の素材よりも誘電率が低い素材からなる第２の層
（同発明において「核」）とを含んで構成することで、
強誘電性素材が電極間で占める空間占有率が低減され
る。このため、電気容量を減少させ、プラズマ反応装置
の消費電力を削減することができる。
【００１３】請求項４〜６に係る発明によれば、誘電体
をペレット状、ハニカム状若しくはフォーム状とするこ
とで、強誘電性素材の空間占有率を良好に設定し、プラ
ズマ反応装置の更なる省電力化を図ることができる。請
求項７に係る発明によれば、電極を反応ガスの流れに対
して平行に配置することで、電極間の距離を狭めること
ができるとともに、反応ガスとの接触による電極の劣化
を抑制することができる。
をペレット状、ハニカム状若しくはフォーム状とするこ
とで、強誘電性素材の空間占有率を良好に設定し、プラ
ズマ反応装置の更なる省電力化を図ることができる。請
求項７に係る発明によれば、電極を反応ガスの流れに対
して平行に配置することで、電極間の距離を狭めること
ができるとともに、反応ガスとの接触による電極の劣化
を抑制することができる。
【００１４】請求項８に係る発明によれば、電極を反応
ガスの流れに対して垂直に配置することで、電極の面積
を小さくすることができる。請求項９に係る発明によれ
ば、誘電体に触媒を担持させることで、生成ガスに含ま
れる有害成分をプラズマ反応装置内で処理することがで
きる。
ガスの流れに対して垂直に配置することで、電極の面積
を小さくすることができる。請求項９に係る発明によれ
ば、誘電体に触媒を担持させることで、生成ガスに含ま
れる有害成分をプラズマ反応装置内で処理することがで
きる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
の実施の形態について説明する。 図１（ａ）は、本発明
の一実施形態に係る強誘電体充填型プラズマ反応装置
（以下「リアクタ」という。）１の、反応ガスの流れに
沿う断面を示している。リアクタ１は、前後部において
断面を縮小させた略直方体の筐体２の内部に、一対の電
極３Ａ，３Ｂを設置するとともに、これらの電極間でプ
ラズマを発生させるために誘電体４を充填して構成され
る。
の実施の形態について説明する。 図１（ａ）は、本発明
の一実施形態に係る強誘電体充填型プラズマ反応装置
（以下「リアクタ」という。）１の、反応ガスの流れに
沿う断面を示している。リアクタ１は、前後部において
断面を縮小させた略直方体の筐体２の内部に、一対の電
極３Ａ，３Ｂを設置するとともに、これらの電極間でプ
ラズマを発生させるために誘電体４を充填して構成され
る。
【００１６】電極３Ａ，３Ｂは、板状であり、筐体２の
内部において反応ガスの流れに沿わせて対向させて配置
し、均一断面の胴部を構成する上壁２１及び下壁２２に
隣接させて固定している。電極３Ａ，３Ｂが反応ガスの
流路に設置されていると、その前後端で反応ガスが流れ
ずによどみが形成されるが、両電極を筐体２に埋め込む
ことで、このような領域をなくすことができる。また、
筐体２を円筒状に成形し、電極３Ａ，３Ｂをこの筐体２
の内部に同心円筒状に配置することもできる。
内部において反応ガスの流れに沿わせて対向させて配置
し、均一断面の胴部を構成する上壁２１及び下壁２２に
隣接させて固定している。電極３Ａ，３Ｂが反応ガスの
流路に設置されていると、その前後端で反応ガスが流れ
ずによどみが形成されるが、両電極を筐体２に埋め込む
ことで、このような領域をなくすことができる。また、
筐体２を円筒状に成形し、電極３Ａ，３Ｂをこの筐体２
の内部に同心円筒状に配置することもできる。
【００１７】本実施形態では、誘電体４を数ｍｍほどの
粒径のペレット状に成形し、電極３Ａ，３Ｂの間に蜜に
充填している。両電極の入口側及び出口側の端部に通気
性を確保させた封入部材５Ａ，５Ｂを設置することで、
誘電体４を電極間に保持している。図１（ｂ）は、本実
施形態に係る誘電体４の部分断面を示している。誘電体
４は、誘電率が比較的に低い素材からなる核（「第２の
層」に相当する。）４１を、この核４１の素材よりも誘
電率が高い強誘電性素材からなる被覆層（「第１の層」
に相当する。）４２でコーティングして構成される。核
４１の素材にはコージェライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ2 Ｏ
3 ・５ＳｉＯ2 ）やアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）を用いてお
り、被覆層４２の強誘電性素材には強誘電体として一般
的なチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3 ）を用いている。
粒径のペレット状に成形し、電極３Ａ，３Ｂの間に蜜に
充填している。両電極の入口側及び出口側の端部に通気
性を確保させた封入部材５Ａ，５Ｂを設置することで、
誘電体４を電極間に保持している。図１（ｂ）は、本実
施形態に係る誘電体４の部分断面を示している。誘電体
４は、誘電率が比較的に低い素材からなる核（「第２の
層」に相当する。）４１を、この核４１の素材よりも誘
電率が高い強誘電性素材からなる被覆層（「第１の層」
に相当する。）４２でコーティングして構成される。核
４１の素材にはコージェライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ2 Ｏ
3 ・５ＳｉＯ2 ）やアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）を用いてお
り、被覆層４２の強誘電性素材には強誘電体として一般
的なチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3 ）を用いている。
【００１８】 このように構成されるリアクタ１によれ
ば、電源６により数ｋＨｚほどの交流電圧（電圧＝数ｋ
Ｖ）を電極３Ａ，３Ｂに印加することで、筐体２の内部
においてペレット状の誘電体４の接点近傍に高い電界強
度を発生させることができる。そして、この電界強度が
一定値以上となると、パルス状のマイクロディスチャー
ジが引き起こされる。誘電体４が蜜に充填されているの
で、プラズマは筐体２の内部全体で発生する。こうして
発生したプラズマは、気体温度が数千〜数万℃に及ぶい
わゆる熱プラズマとは異なり、電子温度のみが高く、中
性分子やイオンは常温に保たれる非平衡プラズマ（低温
プラズマ）である。
ば、電源６により数ｋＨｚほどの交流電圧（電圧＝数ｋ
Ｖ）を電極３Ａ，３Ｂに印加することで、筐体２の内部
においてペレット状の誘電体４の接点近傍に高い電界強
度を発生させることができる。そして、この電界強度が
一定値以上となると、パルス状のマイクロディスチャー
ジが引き起こされる。誘電体４が蜜に充填されているの
で、プラズマは筐体２の内部全体で発生する。こうして
発生したプラズマは、気体温度が数千〜数万℃に及ぶい
わゆる熱プラズマとは異なり、電子温度のみが高く、中
性分子やイオンは常温に保たれる非平衡プラズマ（低温
プラズマ）である。
【００１９】 ここで、リアクタ１にメタノールや天然ガ
ス等の炭化水素系原燃料を供給すると、電子のエネルギ
ーにより原燃料の改質が促進され、水素を多く含む改質
ガスが生成される。メタノールは分子中に酸素原子を含
んでいるため、改質反応において固体炭素が発生するこ
とは殆どない。しかしながら、天然ガス、ガソリン及び
軽油等の非含酸素分子が主成分である原燃料では、原燃
料のみを供給すると固体炭素が発生するので、水や酸素
を同時に供給することが必要である。リアクタ１から得
られた水素は、燃料電池の燃料として使用することがで
きる。
ス等の炭化水素系原燃料を供給すると、電子のエネルギ
ーにより原燃料の改質が促進され、水素を多く含む改質
ガスが生成される。メタノールは分子中に酸素原子を含
んでいるため、改質反応において固体炭素が発生するこ
とは殆どない。しかしながら、天然ガス、ガソリン及び
軽油等の非含酸素分子が主成分である原燃料では、原燃
料のみを供給すると固体炭素が発生するので、水や酸素
を同時に供給することが必要である。リアクタ１から得
られた水素は、燃料電池の燃料として使用することがで
きる。
【００２０】 本実施形態では、誘電体４を複層構造と
し、誘電率が低い素材で核を構成するとともに、外側の
被覆層のみを強誘電性素材で構成したことで、電極３
Ａ，３Ｂの間で強誘電性素材が占める空間占有率を低減
させ、リアクタ１の消費電力を削減することができる。
それは、次の理由による。 本実施形態に係るリアクタ１
の消費電力（実効電力）Ｐｅｆｆはコンデンサにおける
と同様に次式で表される。
し、誘電率が低い素材で核を構成するとともに、外側の
被覆層のみを強誘電性素材で構成したことで、電極３
Ａ，３Ｂの間で強誘電性素材が占める空間占有率を低減
させ、リアクタ１の消費電力を削減することができる。
それは、次の理由による。 本実施形態に係るリアクタ１
の消費電力（実効電力）Ｐｅｆｆはコンデンサにおける
と同様に次式で表される。
【００２１】
Ｐｅｆｆ＝Ｃ・ω・Ｖｅｆｆ2 ／（√２） ・・・（３）
Ｃ：コンデンサの電気容量
ω：交流電源の角周波数
Ｖｅｆｆ：実効電圧
ここで、電気容量Ｃは、強誘電性素材の比誘電率が充分
に高い場合に、この素材が電極間で占める空間占有率を
ｘとして概ね次式で表される。
に高い場合に、この素材が電極間で占める空間占有率を
ｘとして概ね次式で表される。
【００２２】
Ｃ＝ε・Ｓ／｛（１−ｘ）・ｄ｝ ・・・（４）
ε：反応ガスの誘電率
Ｓ：電極の面積
ｄ：電極間の距離
（４）式は、一対の電極（電極間の距離ｄ）の間に厚さ
ｘ・ｄ及び誘電率ε１の強誘電性素材を直列に配置する
とともに、残された空間を反応ガスで満たして構成され
るコンデンサの電気容量Ｃ（＝Ｓ／｛（１−ｘ）・ｄ／
ε＋ｘ・ｄ／ε１｝）として算出される。
ｘ・ｄ及び誘電率ε１の強誘電性素材を直列に配置する
とともに、残された空間を反応ガスで満たして構成され
るコンデンサの電気容量Ｃ（＝Ｓ／｛（１−ｘ）・ｄ／
ε＋ｘ・ｄ／ε１｝）として算出される。
【００２３】 本実施形態に係るリアクタ１では、（４）
式において強誘電性素材の空間占有率ｘが低減され、電
気容量Ｃが減少する結果、（３）式において消費電力Ｐ
ｅｆｆが削減されるのである。 以上では、誘電体４をペ
レット状とした場合を例に説明したが、これ以外の形状
の誘電体を用いることもできる。図２（ａ）は、ハニカ
ム状の誘電体４０１を内蔵させたリアクタ１０１の、反
応ガスの流れに沿う断面を示している。誘電体４０１
は、ハニカム状に限らず、フォーム状としてもよい。リ
アクタ１０１は、前述のリアクタ１と同様に、対向させ
て配置した一対の電極３Ａ，３Ｂの間に誘電体４０１を
配置して構成したものであるが、誘電体４０１が単一体
であるので、ペレット状にした場合と異なり封入部材を
設置する必要がない。
式において強誘電性素材の空間占有率ｘが低減され、電
気容量Ｃが減少する結果、（３）式において消費電力Ｐ
ｅｆｆが削減されるのである。 以上では、誘電体４をペ
レット状とした場合を例に説明したが、これ以外の形状
の誘電体を用いることもできる。図２（ａ）は、ハニカ
ム状の誘電体４０１を内蔵させたリアクタ１０１の、反
応ガスの流れに沿う断面を示している。誘電体４０１
は、ハニカム状に限らず、フォーム状としてもよい。リ
アクタ１０１は、前述のリアクタ１と同様に、対向させ
て配置した一対の電極３Ａ，３Ｂの間に誘電体４０１を
配置して構成したものであるが、誘電体４０１が単一体
であるので、ペレット状にした場合と異なり封入部材を
設置する必要がない。
【００２４】 図２（ｂ）は、同図（ａ）の直線ｂ−ｂに
沿う誘電体４０１の断面を示している。本実施形態に係
る誘電体４０１は、誘電率が比較的に低い素材をハニカ
ム状に成形した基材（「核」に相当する。）４１１を、
強誘電性素材４１２でコーティングして構成される。誘
電体４０１を構成する各素材には前述同様、基材４１１
にコージェライトやアルミナを、また強誘電性素材とし
てチタン酸バリウムを用いることができる。
沿う誘電体４０１の断面を示している。本実施形態に係
る誘電体４０１は、誘電率が比較的に低い素材をハニカ
ム状に成形した基材（「核」に相当する。）４１１を、
強誘電性素材４１２でコーティングして構成される。誘
電体４０１を構成する各素材には前述同様、基材４１１
にコージェライトやアルミナを、また強誘電性素材とし
てチタン酸バリウムを用いることができる。
【００２５】 このように構成したリアクタ１０１でも強
誘電性素材が電極３Ａ，３Ｂの間で占める空間占有率が
低減されるので、リアクタ１０１の消費電力を削減する
ことができる。 ハニカム状の誘電体４０１を備えるリア
クタ１０１によれば、特に、ペレット状の誘電体４を備
える前述のリアクタ１と比較して、誘電体４０１の空隙
率が低減され（ペレット状の場合に２５〜５０％である
のに対して、ハニカム状の場合に８５〜９５％、フォー
ム状の場合に７０〜９０％）、プラズマの発生場が広く
形成されるので、反応ガスをより大量に処理することが
できる。また、誘電体自体の空間占有率が低減されるこ
とで、強誘電性素材の空間占有率も低減されるので、リ
アクタ１０１の一層の省電力化を図ることができる。
誘電性素材が電極３Ａ，３Ｂの間で占める空間占有率が
低減されるので、リアクタ１０１の消費電力を削減する
ことができる。 ハニカム状の誘電体４０１を備えるリア
クタ１０１によれば、特に、ペレット状の誘電体４を備
える前述のリアクタ１と比較して、誘電体４０１の空隙
率が低減され（ペレット状の場合に２５〜５０％である
のに対して、ハニカム状の場合に８５〜９５％、フォー
ム状の場合に７０〜９０％）、プラズマの発生場が広く
形成されるので、反応ガスをより大量に処理することが
できる。また、誘電体自体の空間占有率が低減されるこ
とで、強誘電性素材の空間占有率も低減されるので、リ
アクタ１０１の一層の省電力化を図ることができる。
【００２６】 図３は、電極配置を変更したリアクタ１０
２の、反応ガスの流れに沿う断面を示している。リアク
タ１０２では、網状とするなどして通気性を持たせた電
極３０１Ａ，３０１Ｂを、反応ガスの流れに対して垂直
に配置している。このような電極配置とすれば、ペレッ
ト状の誘電体４を用いた場合でも封入部材を設置する必
要がないうえ、電極３０１Ａ，３０１Ｂの面積を小さく
することができる。また、反応ガスがよどまずに筐体２
の内部全体で流通するので、より小型なリアクタ１０２
を実現することができる。
２の、反応ガスの流れに沿う断面を示している。リアク
タ１０２では、網状とするなどして通気性を持たせた電
極３０１Ａ，３０１Ｂを、反応ガスの流れに対して垂直
に配置している。このような電極配置とすれば、ペレッ
ト状の誘電体４を用いた場合でも封入部材を設置する必
要がないうえ、電極３０１Ａ，３０１Ｂの面積を小さく
することができる。また、反応ガスがよどまずに筐体２
の内部全体で流通するので、より小型なリアクタ１０２
を実現することができる。
【００２７】 図４は、触媒を担体させたペレット状の誘
電体４０２の部分断面を示している。誘電体４０２は、
誘電率が比較的に低いコージェライトやアルミナからな
る核４２１を強誘電性素材としてのチタン酸バリウム４
２２でコーティングするとともに、さらにその外側に触
媒４２３を担持させて構成している。触媒は、ペレット
状の誘電体４０２に限らず、ハニカム状及びフォーム状
の誘電体に担持させることもできる。このような触媒付
き誘電体４０２によれば、有害副生成物をリアクタ内で
処理することが可能となる。例えば、リアクタを用いた
燃料改質では、燃料電池の電極触媒を劣化させる一酸化
炭素や、改質における水素選択率を低下させるメタン等
の副生成物が発生する。誘電体４０２を用いることで、
一酸化炭素をリアクタ内で減少させた改質ガスを燃料電
池に供給し、また発生したメタンを減少させながら改質
を行うことができる。
電体４０２の部分断面を示している。誘電体４０２は、
誘電率が比較的に低いコージェライトやアルミナからな
る核４２１を強誘電性素材としてのチタン酸バリウム４
２２でコーティングするとともに、さらにその外側に触
媒４２３を担持させて構成している。触媒は、ペレット
状の誘電体４０２に限らず、ハニカム状及びフォーム状
の誘電体に担持させることもできる。このような触媒付
き誘電体４０２によれば、有害副生成物をリアクタ内で
処理することが可能となる。例えば、リアクタを用いた
燃料改質では、燃料電池の電極触媒を劣化させる一酸化
炭素や、改質における水素選択率を低下させるメタン等
の副生成物が発生する。誘電体４０２を用いることで、
一酸化炭素をリアクタ内で減少させた改質ガスを燃料電
池に供給し、また発生したメタンを減少させながら改質
を行うことができる。
【図１】本発明の一実施形態に係るプラズマ反応装置及
び同装置において充填される誘電体の断面
び同装置において充填される誘電体の断面
【図２】他の実施形態に係るプラズマ反応装置及び誘電
体の断面
体の断面
【図３】電極配置の変更例
【図４】触媒を担持させた誘電体の断面
１…リアクタ（強誘電体充填型プラズマ反応装置）
２…筐体
３…電極
４…誘電体
４１…核
４２…被覆層
５…封入部材
６…交流電源
Claims (9)
- 【請求項１】一対の電極と、 これらの電極の間でプラズマを発生させるために、これ
らの電極の間に配置された誘電体とを含んで構成され、 前記誘電体が、強誘電性素材からなる第１の層と、 この第１の層の素材よりも誘電率が低い素材からなる第
２の層とを有するプラズマ反応装置。 - 【請求項２】前記第２の層が前記第１の層よりも内側に
形成された請求項１に記載のプラズマ反応装置。 - 【請求項３】一対の電極と、これらの電極の間でプラズ
マを発生させるために、これらの電極の間に配置された
誘電体とを含んで構成され、 前記誘電体が、誘電率が比較的に低い素材からなる核
と、 この核の外側に形成された、この核の素材よりも誘電率
が高い素材からなる被覆層とを有するプラズマ反応装
置。 - 【請求項４】前記誘電体がペレット状である請求項１〜
３のいずれかに記載のプラズマ反応装置。 - 【請求項５】前記誘電体がハニカム状である請求項１〜
３のいずれかに記載のプラズマ反応装置。 - 【請求項６】前記誘電体がフォーム状である請求項１〜
３のいずれかに記載のプラズマ反応装置。 - 【請求項７】前記電極が反応ガスの流れに対して平行に
配置された請求項１〜６のいずれかに記載のプラズマ反
応装置。 - 【請求項８】前記電極が反応ガスの流れに対して垂直に
配置された請求項１〜６のいずれかに記載のプラズマ反
応装置。 - 【請求項９】前記誘電体に触媒を担持させた請求項１〜
８のいずれかに記載のプラズマ反応装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002148567A JP2003340271A (ja) | 2002-05-23 | 2002-05-23 | プラズマ反応装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002148567A JP2003340271A (ja) | 2002-05-23 | 2002-05-23 | プラズマ反応装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003340271A true JP2003340271A (ja) | 2003-12-02 |
Family
ID=29767063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002148567A Pending JP2003340271A (ja) | 2002-05-23 | 2002-05-23 | プラズマ反応装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003340271A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008092089A1 (en) * | 2007-01-25 | 2008-07-31 | Ion A-Z, Llc | Honeycomb structure and method of using the structure |
| US8411406B2 (en) | 2007-01-25 | 2013-04-02 | Goudy Research, Llc | Electrical ionizer and methods of making and using |
| US8625253B2 (en) | 2007-01-25 | 2014-01-07 | Goudy Research, Llc | Fluid cooled electrical capacitor and methods of making and using |
-
2002
- 2002-05-23 JP JP2002148567A patent/JP2003340271A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008092089A1 (en) * | 2007-01-25 | 2008-07-31 | Ion A-Z, Llc | Honeycomb structure and method of using the structure |
| US8385041B2 (en) | 2007-01-25 | 2013-02-26 | Goudy Research, Llc | Honeycomb structure and method of using the structure |
| US8411406B2 (en) | 2007-01-25 | 2013-04-02 | Goudy Research, Llc | Electrical ionizer and methods of making and using |
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