J 2025

Barrier discharges in CO2 – optical emission spectra analysis and E/N determination from intensity ratio

HODER, Tomáš; David PROKOP; Corentin BAJON; Simon DAP; Detlef LOFFHAGEN et al.

Základní údaje

Originální název

Barrier discharges in CO2 – optical emission spectra analysis and E/N determination from intensity ratio

Autoři

HODER, Tomáš; David PROKOP; Corentin BAJON; Simon DAP; Detlef LOFFHAGEN; Markus M BECKER; Zdeněk NAVRÁTIL a Nicolas NAUDE

Vydání

Plasma Sources Science and Technology, IOP Publishing Ltd, 2025, 0963-0252

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

10305 Fluids and plasma physics

Stát vydavatele

Velká Británie a Severní Irsko

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

Impakt faktor

Impact factor: 3.300 v roce 2024

Označené pro přenos do RIV

Ano

Kód RIV

RIV/00216224:14310/25:00141913

Organizační jednotka

Přírodovědecká fakulta

EID Scopus

Klíčová slova anglicky

barrier discharge; electric field; carbon dioxide; carbon monoxide; optical emission spectroscopy; intensity ratio; E/N

Štítky

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 12. 9. 2025 14:00, Mgr. Marie Novosadová Šípková, DiS.

Anotace

V originále

Barrier discharges in CO2 are investigated using optical emission spectroscopy and electrical measurements, with the support of spatially one-dimensional fluid modelling. This study focuses on a sinusoidally driven atmospheric pressure Townsend discharge (APTD) and a single- and multi-filament barrier discharge at atmospheric pressure. The spectra of weak CO2 barrier discharge emission in UV-vis-NIR range are recorded. The optical emission of selected vibrational spectral bands is analyzed and the E/N in barrier discharges is determined using the developed intensity ratio method and kinetic data available in the literature. The technique of time-correlated single-photon counting is used to obtain the necessary sub-nanosecond temporal resolution and high signal sensitivity for the single-filament experiment. After the necessary calibration, the E/N of 330 Td is measured in the barrier discharge streamer head. This is coherent with the results of numerical modelling. The E/N determined in APTD has a value of 110 Td, which agrees within 10% with the results of the electrical equivalent circuit model. The uncertainties coming from kinetic data and the low sensitivity of some rate coefficient ratios complicate the easy and broad utilization of the method. Future steps are therefore proposed, including uncertainty quantification and sensitivity analysis of the simplified model and necessary synthetic spectra fitting.

Návaznosti

LM2023039, projekt VaV
Název: Centrum výzkumu a vývoje plazmatu a nanotechnologických povrchových úprav
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, R&D centre for plasma and nanotechnology surface modifications
TK04020069, projekt VaV
Název: Streamery a klouzavé výboje na površích izolantů v alternativních plynech k SF6
Investor: Technologická agentura ČR, Streamery a klouzavé výboje na površích izolantů v alternativních plynech k SF6
8J23FR008, projekt VaV
Název: Studium dielektrického bariérového výboje v CO2
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, Studium dielektrického bariérového výboje v CO2, Francie