Si／Cナノ粒子生成用誘導熱プラズマ装置下流部へのAr＋CH_4クエンチングガス導入による空間冷却効果の数値解析的検討

摘要

リチウムイオン電池（LIB）の新規負極材料としては現在，Siが注目されている．Siは現負極材の黒鉛と比較して10倍以上の理論容量を持つ．しかし，Siバルクは充放電時に大きな体積変化を引き起こし，容量が劣化する．またSi自体の導電率は低い．そのためSiをナノ粒了化し，充放電時の体積変化を抑制すること，さらにSiナノ粒子の表面に導電性の高い炭素材料（C）を担持，あるいはコーティングしたSi／Cナノ粒子が期待されている．筆者らは，これまでにパルス変調型誘導熱プラズマ（PMITP）および原料間歓供給（TCFF）によるSiナノ粒子の大量生成に成功している．本報告ではSi／Cナノ粒子を生成するに際し，数値解析によって熱プラズマ下流の反応容器にAr+CH_4クエンチングガス（QG）を導入した場合の温度分布を算出した．これにより，炭素源CH_4の導入効果および冷却効果を検討した．