プラズマリアクターとはなにか？
プラズマリアクターとは何かを調べてみました。
しかし、その前にプラズマの意味を知っておく必要があります。
プラズマの意味を知っている方は下の方へスクロールしてください。
プラズマとはなにか？
プラズマ(plasma)とは、理工学の分野において用いられる言葉です。
簡単にイメージを言うと電離した気体です。気体分子が陽イオンと電子に分かれたまま移動している状態であり、固体・液体・気体の3つの状態のどの状態をも満たさない第4の状態です。
第4の状態というと珍しく聞こえますが、身近なところにプラズマは存在しています。
以下にプラズマの例を挙げていきます。
火
最も身近なプラズマはおそらく火・炎でしょう。
言われてみれば、火は気体とも液体とも固体とも言い難いですよね。
火は燃料となる物質が高温になることで電離してプラズマ化しているものが見えています。
雷
雷もまたプラズマ状態の一種です。
雷は高所で微量の氷が摩擦で起こした高圧電荷によって大気が電離されることでプラズマ化されることで見える物理現象です。
有名なベンジャミン・フランクリンが雷の実験を始めてから270年ほど経とうとするものの、詳しい物理現象が分かってないことも多い雷。
雷も身近でかつ謎の多いプラズマと言えるでしょう。
オーロラ
オーロラは太陽から噴き出したプラズマが地球に降りてきて、大気中の分子を電離することで見える現象であると言われています。
この後にも述べますが、宇宙も大半がプラズマで構成されており、太陽もまたプラズマであるため、太陽からプラズマが放出されていると聞いても不思議ではないでしょう。
宇宙
宇宙の99％以上はプラズマといわれています。
プラズマ宇宙論という学問があり、その学問は物理学でも素粒子物理学を扱うものですので、とても私にはわかりません。
しかし、宇宙のほとんどがプラズマであるということは知っておいてもいいのではないでしょうか。
プラズマリアクターとはなにか？
それでは、本題であるプラズマリアクターについて説明します。
まず、ヤマト科学株式会社のサイトには、
プラズマクリーナーとは、チャンバー内のガスを高周波でプラズマ化し、化学反応を利用して有機系物質（C/H/O等）を再ガス化して除去あるいは表面結合し改質を行い、洗浄や特性変化（疎水性を親水性にする等）を行います。
出典：ヤマト科学株式会社 https://www.yamato-net.co.jp/word/34/
とあります。
チャンバーとは英語でいう「chamber」であり、部屋や房という意味があります。
ざっくりと容器内という意味で思っておいて大丈夫でしょう。
大気圧下でマイクロ波を高圧で加えると、プラズマを形成することができると言われています。
このプラズマを用いると、通常の条件(常温・大気圧)ではできない化学反応が可能になります。
つまり、高温・高圧下でしか起きない反応を起こすことができるのです。
この反応を利用して酸化反応を起こし有機系物質の除去や改質ができるようになるのです。
この一連の反応(プラズマ化→有機物の除去や改質)を起こすことのできる装置をプラズマリアクターと言います。
プラズマリアクターの実際の装置
プラズマリアクターの実際の装置については、以下のサイトからご確認ください。
さらにプラズマやプラズマリアクターのイメージが湧きやすくなるでしょう。
富山県産業技術研究開発センター
http://www.itc.pref.toyama.jp/equipment/e_data/1333h27plas.html
ヤマト科学株式会社 プラズマリアクター
https://www.yamato-net.co.jp/product/category/science/plasma/gas-plasma-reactor/pr/
ウシオ電機株式会社 大気圧プラズマ用リアクター
https://www.ushio.co.jp/jp/products/3005.html
補足：プラズマクラスターとはなにか？
家電量販店などで、プラズマクラスター空気清浄機などというものを見たことはありませんか？
例えば、こちらの空気清浄機には「シャープ 空気清浄機 プラズマクラスター 7000 スタンダード」というような名前がついています。
この「プラズマクラスター」という言葉は家電メーカーのシャープが独自の技術につけた名前です。
前述のプラズマリアクターのように広く理工学で用いられる言葉ではありません。
そしてプラズマクラスターの効果について疑問をもつ人も多くいます。
そのプラズマクラスターについて少し調べてみました。
すると、朝日新聞の記事に次のような記事がありました。
この記事では、シャープのプラズマクラスターが机などに付着した新型コロナウイルスを減らす効果があることを確認したと紹介しています。
島根大学の教授が実験の監修をしたということで一定の効果はあるように思えます。
しかしながら記事の終わりにつけられた文章では
ただ、いずれも狭い空間での実験結果であり、この技術を搭載した空気清浄機などを実際の生活で使った場合に同様の効果があるかはわからないという。
朝日新聞 森田岳穂 2021年7月15日 https://www.asahi.com/articles/ASP7H5DLCP7HPLFA004.html
と述べられており、実際の有効性についてはわからないと書かれています。
総じて、「効果がある可能性はあるけれども、効果がないかもしれない」
と言えるでしょう。
しかし、空気清浄機があることで悪いことはありません。
実証実験の効果を信じて空気清浄機を買うのも悪くはないのではないでしょうか。
https://www.asahi.com/articles/ASP7H5DLCP7HPLFA004.html
参考文献・サイト
[1]ヤマト科学株式会社用語検索「プラズマリアクター」https://www.yamato-net.co.jp/word/34/
[2]大久保雅章他「燃焼機器排ガスのプラズマ複合処理技術 Plasma Hybrid Clean Technology for Flue Gas Emitted from Combustors」プラズマ・核融合学会誌, Vol.89, No.3（ 2013） pp. 152-157.https://ci.nii.ac.jp/naid/110009597026
[3]「機能性プラズマの科学とその先端応用技術」関連用語, エアロゾル研究, 2006, 21 巻, 3 号, p. 232, 公開日 2007/03/15, Online ISSN 1881-543X, Print ISSN 0912-2834, https://doi.org/10.11203/jar.21.232, https://www.jstage.jst.go.jp/article/jar/21/3/21_3_232/_article/-char/ja
