The influence of power and frequency on the filamentary behavior of a flowing DBD-application to the splitting of CO2
Influence de la puissance et de la fréquence sur le comportement filamentaire d'un DBD en écoulement - application à la séparation du CO2
Résumé
In this experimental study, a flowing dielectric barrier discharge operating at atmospheric pressure is used for the splitting of CO2 into O2 and CO. The influence of the applied frequency and plasma power on the microdischarge properties is investigated to understand their role on the CO2 conversion. Electrical measurements are carried out to explain the conversion trends and to characterize the microdischarges through their number, their lifetime, their intensity and the induced electrical charge. Their influence on the gas and electrode temperatures is also evidenced through optical emission spectroscopy and infrared imaging. It is shown that, in our configuration, the conversion depends mostly on the charge delivered in the plasma and not on the effective plasma voltage when the applied power is modified. Similarly, at constant total current, a better conversion is observed at low frequencies, where a less filamentary discharge regime with a higher effective plasma voltage than that at a higher frequency is obtained.
Dans cette étude expérimentale, une décharge à barrière diélectrique fonctionnant à la pression atmosphérique est utilisée pour diviser le CO2 en O2 et CO. L'influence de la fréquence appliquée et de la puissance du plasma sur les propriétés de la microdécharge est étudiée afin de comprendre leur rôle dans la conversion du CO2. Des mesures électriques sont effectuées pour expliquer les tendances de la conversion et pour caractériser les microdécharges par leur nombre, leur durée de vie, leur intensité et la charge électrique induite. Leur influence sur les températures du gaz et de l'électrode est également mise en évidence par la spectroscopie d'émission optique et l'imagerie infrarouge. Il est montré que, dans notre configuration, la conversion dépend principalement de la charge délivrée dans le plasma et non de la tension effective du plasma lorsque la puissance appliquée est modifiée. De même, à courant total constant, une meilleure conversion est observée à basse fréquence, où l'on obtient un régime de décharge moins filamentaire avec une tension effective du plasma plus élevée qu'à une fréquence plus élevée.
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