Barriärurladdning

Barriärurladdning, ofta kallad dielektrisk barriärurladdning (DBD) eller tyst urladdning, är en form av elektrisk gasurladdning som uppstår mellan elektroder separerade av minst ett dielektriskt material. Urladdningen initieras vanligen med växelspänning eller pulserad likspänning och bildar många kortlivade mikrourladdningar snarare än en kontinuerlig båge, vilket skapar ett icke-termiskt eller kallt plasma vid atmosfärstryck.

Fenomenet beskrevs historiskt under 1800-talet och har analyserats för sina unika elektriska och kemiska egenskaper. Dielektriska barriärer begränsar strömmen i varje mikrourladdning och förhindrar övergång till överhettad båge, vilket möjliggör drift vid hög spänning men relativt låg gasgenomsnittstemperatur. Beroende på geometri och driftförhållanden kan urladdningen vara filamentär eller mer diffus.

Barriärurladdningar används i en rad tekniska tillämpningar: ozongenerering, rening av avgaser, ytmodifiering och rengöring, luft- och vattenrening, sterilisation, samt i belysning och plasmaaktiverade reaktioner. Varianter inkluderar ytdielektrisk barriärurladdning (SDBD) och packade bäddar för katalytiska processer.

Fördelar är enkel konstruktion, drift vid atmosfärstryck och selektiv plasma-kemi utan omfattande uppvärmning. Begränsningar innefattar relativt låg energiverkningsgrad för vissa processer, materialpåverkan på dielektrika och behovet av högspänningsdrift. Forsning fortsätter kring effektivitet, skalbarhet och nya tillämpningar.