火星原位资源利用是当前深空探测领域的研究热点之一.采用低温等离子体技术可实现火星大气高浓度CO_(2)的原位转化,具有环境适应性强、系统效率高等诸多优势.本研究使用一套同轴填充床介质阻挡放电反应器开展了火星大气CO_(2)放电特性研...火星原位资源利用是当前深空探测领域的研究热点之一.采用低温等离子体技术可实现火星大气高浓度CO_(2)的原位转化,具有环境适应性强、系统效率高等诸多优势.本研究使用一套同轴填充床介质阻挡放电反应器开展了火星大气CO_(2)放电特性研究,探究了SiO_(2)与Al_(2)O_(3)填充材料对二氧化碳转化性能及能耗的影响.与空管放电相比,采用不同的填充材料会显著影响等离子体的放电特性.在放电区内填充Al_(2)O_(3)材料提升了电场强度,促进了CO_(2)的转化和氧气的生成,实现了12.18%的CO_(2)转化率,最低能耗为0.36 k Wh/g.通过发射光谱诊断和数值计算发现,增加放电功率和填充Al_(2)O_(3)提升了平均电子能量,通过非平衡振动激发态的生成促进了CO_(2)的活化和转化.研究结果表明,选择合适的填充材料可以有效提升等离子体火星CO_(2)转化过程的能量效率.本研究为后续低温等离子体技术在火星大气原位转化领域的应用提供了一定的理论和实验支撑.展开更多
为研究高空低气压、低温环境下的电晕放电特性,研制了由气压泵、气压计、温控箱、密闭气罐、高压静电源、动态电位测试仪等组成的低气压、低温环境电晕放电模拟试验系统。该系统可实现10-2 Pa^100 k Pa范围内的气压调节和-60~20℃范围...为研究高空低气压、低温环境下的电晕放电特性,研制了由气压泵、气压计、温控箱、密闭气罐、高压静电源、动态电位测试仪等组成的低气压、低温环境电晕放电模拟试验系统。该系统可实现10-2 Pa^100 k Pa范围内的气压调节和-60~20℃范围内的温度调节,满足试验所需的气压和温度要求。并利用此系统进行了不同气压下的电晕放电试验,初步得到了电流波形随气压的变化规律。试验结果表明:在10~100 k Pa气压范围内,当温度、湿度等其他环境因素基本不变时,随着气压的降低,电晕放电电流脉冲上升沿及放电形成所需要的时间增加,而放电电流脉冲下降沿和持续时间基本不变,分别约为320 ns和600 ns。展开更多
文摘火星原位资源利用是当前深空探测领域的研究热点之一.采用低温等离子体技术可实现火星大气高浓度CO_(2)的原位转化,具有环境适应性强、系统效率高等诸多优势.本研究使用一套同轴填充床介质阻挡放电反应器开展了火星大气CO_(2)放电特性研究,探究了SiO_(2)与Al_(2)O_(3)填充材料对二氧化碳转化性能及能耗的影响.与空管放电相比,采用不同的填充材料会显著影响等离子体的放电特性.在放电区内填充Al_(2)O_(3)材料提升了电场强度,促进了CO_(2)的转化和氧气的生成,实现了12.18%的CO_(2)转化率,最低能耗为0.36 k Wh/g.通过发射光谱诊断和数值计算发现,增加放电功率和填充Al_(2)O_(3)提升了平均电子能量,通过非平衡振动激发态的生成促进了CO_(2)的活化和转化.研究结果表明,选择合适的填充材料可以有效提升等离子体火星CO_(2)转化过程的能量效率.本研究为后续低温等离子体技术在火星大气原位转化领域的应用提供了一定的理论和实验支撑.
文摘为研究高空低气压、低温环境下的电晕放电特性,研制了由气压泵、气压计、温控箱、密闭气罐、高压静电源、动态电位测试仪等组成的低气压、低温环境电晕放电模拟试验系统。该系统可实现10-2 Pa^100 k Pa范围内的气压调节和-60~20℃范围内的温度调节,满足试验所需的气压和温度要求。并利用此系统进行了不同气压下的电晕放电试验,初步得到了电流波形随气压的变化规律。试验结果表明:在10~100 k Pa气压范围内,当温度、湿度等其他环境因素基本不变时,随着气压的降低,电晕放电电流脉冲上升沿及放电形成所需要的时间增加,而放电电流脉冲下降沿和持续时间基本不变,分别约为320 ns和600 ns。
