Gasanalytische Untersuchungen an kalten atmosphärischen Plasmen

Das Hauptziel dieser Studie lag darin zu zeigen, wie das Gleichgewicht zwischen Stickstoff- und Sauerstoffchemie und die entsprechende Generierung reaktiver Sauerstoff- und Stickstoff-Spezies (RONS – reactive oxygen and nitrogen species) in einem neuartigen HDBD-Reaktor kontrolliert werden können. Die erzielten Ergebnisse sind interessant und wichtig für Cold Atmospheric Pressure Plasma (CAPP) - Anwendungen, die ein hohes Maß an einer solchen Kontrolle der Gaszusammensetzung erfordern. Derartige Anwendungen kommen in Bereichen wie der Desinfektion und der Sterilisation vor, in der Medizin und in der Zahnmedizin, im Bereich der Hygiene und bei der Sterilisation von Medizinprodukten, bei Textilien, Vliesstoffen und bei Polymerfolien, bei der bakteriellen Inaktivierung, in der Lebensmittelverarbeitung und im Bereich einer besseren Keimung von Samen vor.

Die chemische Zusammensetzung der vom HDBD-Reaktor erzeugten Gase wurde mit Hilfe der FTIR-Absorptionsspektroskopie bestimmt. Neben der FTIR-Analyse wurde auch plasmaaktiviertes Wasser (PAW) untersucht. Im Detail konnte quantitativ gezeigt werden, dass der spezifische Energieeintrag in die Entladung, der Fluss des verwendeten Prozessgases Luft und die relative Luftfeuchtigkeit eine selektive Produktion der Spezies O₃, N₂O, NO₂, N₂O₅ und HNO₃ ermöglichen. Eine weitere Möglichkeit zur Beeinflussung der Chemie besteht in der Steuerung der Entladungstemperatur durch den Einsatz einer Peltier-Kühlung für die dielektrische Barriere. 

Der Artikel kann als Open Access Publikationen hier eingesehen werden: https://www.mdpi.com/2571-6182/8/3/27

D. Korzec, F. Freund, C. Bäuml, P. Penzkofer, O. Beier, A. Pfuch, K. Vogelsang, F. Froehlich, S. Nettesheim; „Hybrid Dielectric Barrier Discharge Reactor: Production of Reactive Oxygen–Nitrogen Species in Humid Air“, Plasma 2025, 8, 27. doi.org/10.3390/plasma8030027