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微腔放电上方的三维 CO-TALIF 分布:面向等离子体催化的系统性方法

等离子体物理 2026-05-19 v1

摘要

我们研究了一种在大气压下运行的微腔等离子体阵列(MCPA)反应器,该反应器提供了优异的诊断可达性和灵活的催化剂集成机会。我们研究了离解过程,例如由氦气稀释的 CO2\mathrm{CO}_{2} 生成 CO\mathrm{CO} 的过程。结合 TALIF 与 ICCD 相机的诊断装置实现了对 CO\mathrm{CO} 生成放电上方 CO\mathrm{CO} 数密度的三维空间分辨测量。将测量分布与基础的三维扩散模型进行比较,两者吻合良好,并揭示了主导的输运机制。流量变化研究表明,反应器内部的气流遵循层流 Poiseuille 型分布,而输运行为与文献中 CO\mathrm{CO} 扩散系数的数值一致,进一步验证了该模型。对 MCPA 放电内部局部离解的较高估计值(约 40%40\%)导致在电压升高时 CO\mathrm{CO} 的产生出现饱和。结合为该放电开发的补充诊断手段(包括表面电荷、电场和原子氧的测量),该方法为等离子体与催化剂相互作用的系统研究提供了一个合适的平台。

关键词

引用

@article{arxiv.2605.18217,
  title  = {3D CO-TALIF distribution above a micro cavity discharge: A systematic approach for plasma catalysis},
  author = {Henrik van Impel and Oliver Krettek and David Steuer and Volker Schulz-von der Gathen and Marc Böke and Judith Golda},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2605.18217},
  year   = {2026}
}