Smart framställning gör plasma industriellt användbart

Plasma framställs av gas och används för att till exempel rena avgaser. Daniel Söderström presenterar i sin avhandling egenskaperna hos två nya plasman som skapats vid vanligt atmosfärstryck i form av långa plymer. Den 28 maj disputerar han vid Uppsala universitet.

Användningen av plasma för att till exempel behandla ytor och rena avgaser från bilar och fabriker är en mycket intressant teknologi där stora framsteg gjorts de senaste åren. Tidigare har plasman skapats mest vid låga tryck, men på senare tid har man lyckats skapa stabila plasman vid atmosfärstryck. Detta innebär att man inte längre behöver dyr utrustning för att skapa låga tryck och att processer, där plasman används, kan göras betydligt enklare och billigare.

Plasmat skapas då man joniserar en gas, till exempel med hjälp av stark elektrisk spänning, och det får olika egenskaper beroende på vilken gas man använder. Plasmakällan, som man skapar plasmat med, finns i en mängd olika utföranden. Vilken typ man väljer beror på vad man vill använda plasmat till. I sin avhandling presenterar Daniel Söderström två plasmakällor utvecklade av Plasmagruppen vid Ångströmlaboratoriet. Den ena skapar plasmat med hjälp av en så kallad hålkatod och den andra med hjälp av mikrovågor tillsammans med hålkatoden. Fördelen med dem är att man kan skapa långa plymer av plasma vid atmosfärstryck, med endast hundradelar av den gasmängd som andra källor för samma ändamål förbrukar. Det möjliggör en mer kostnadseffektiv behandling av ytor, då gaserna som ofta används är dyra.

Jämfört med plasmakällor vid låga tryck kräver skapandet av plasman vid höga tryck ofta att man går ner i dimension på plasmakällan. Detta gör att det blir väldigt svårt att fysiskt mäta plasmats egenskaper. Med hjälp av datorsimuleringar kan man få en insikt i plasmats egenskaper, vilket kan vara till hjälp för att tolka observationer av plasmat. Daniel Söderström presenterar sådana datorsimuleringar av plasman i hålkatoder och hålelektroder. Simuleringarna visar bland annat dynamiken hos ett plasma som skapas med pulsad spänning i en hålelektrod. Utifrån denna simulering kan man till exempel dra slutsatser om vilken dimension plasmakällan ska ha för att maximalt utnyttja energin som pumpas in i plasmat.

- Datorsimuleringarna ger oss alltså ledtrådar till hur plasmat beter sig och hur vi ska utforma plasmakällorna för att göra dem så effektiva som möjligt för det ändamål de är tänkta, säger Daniel Söderström.

För mer information: Daniel Söderström, tel: 018-471 72 56, 070-364 50 88, e-post: daniel.soderstrom@angstrom.uu.se