アドパワー・ソリューションズと東海大学静電気帯電によるエンジン燃焼・燃費への悪影響を可視化・検証

低コスト放電シートで帯電量を大幅低減。排出ガスからの新たなCO2削減手法として提案

アドパワー・ソリューションズ株式会社(本社:東京都千代田区二番町1番2-216号、代表取締役:冨澤直子、以下:アドパワー社)と東海大学[湘南キャンパス](所在地:神奈川県平塚市北金目4-1-1、学長:山田 清志〔やまだ きよし〕)工学部・総合科学技術研究所の落合成行教授、同研究所の野原徹雄研究員らの共同研究グループは、自動車排出ガスにおけるCO2の低減を図るため、エンジンへの吸入空気の流れに悪影響をもたらす静電気帯電とその放電メカニズムを可視化・検証するとともに、低コストの静電気放電シートによる燃焼改善・燃費低減効果を確認しました。なお、同研究グループはこの検証結果を公益社団法人自動車技術会2021年度秋季大会学術講演会(2021年10月13日~15日)において報告しました。

■研究の概要
2016年に地球温暖化対策の国際協定「パリ協定」が発効され、日本国内でもCO2の低減が求められています。自動車メーカーや部品メーカーでは、車体の各部品を金属材から樹脂材へ変更するほか、タイヤに絶縁体のシリカを配合して転がり抵抗を低減するなど、即効性の高い対策でCO2削減に努めています。しかし、そうした対策によって車両全体の静電気帯電量が増加していることはあまり知られていません。その静電気帯電が吸入空気の流れを阻害し、エンジン燃焼や燃費に影響を及ぼしていることは先行研究で報告されているものの、不安定な現象であることから、これまで可視化・数値化するのが困難でした。

本研究グループでは、吸入空気の流れに影響する静電気帯電/放電のメカニズムの確認を目的とし、吸入空気システムを再現した装置で帯電量の測定とガス流の可視化を試みる実験を実施しました。また、静電気帯電を放電する新たな手法としてアドパワー・ソリューションズが開発・製造したシール状の放電シート「アドパワー(AdPower)」の効果も検証。実験室内に設置したエアクリーナーボックス上に貼り付け、静電気帯電実験を行った結果、50~90%の静電気を抑制することが確認されました。今回の実験結果は、乗用車や二輪車のみならず、トラックや産業機械など、世界中で使用されている既存の内燃機関に対し、低コストで簡易に設置できる新たなCO2低減手法としての可能性を示唆しています。

■アドパワーについて(製品紹介)

①「アドパワー」の効果
自動車の走行によるさまざまな摩擦によりエアクリーナーBOX等に静電気の帯電が発生します。これにより、エンジンに流れ込む空気流れが阻害され、燃焼効率が低下していきます。そこで、エアクリーナーBOX表面に 3層構造(特許 6176759号)のアドパワーを貼り付けることで帯電した静電気を放電。エンジンに流れる空気流量が貼付前と比較すると静電気での流れの阻害を防ぎ、燃焼効率を改善します。
※アドパワーのしくみ https://www.adpower.jp/sikumi/

②エンジンの燃焼効率改善によるメリット
エンジンの燃焼効率が改善すると、燃費の向上、排出ガスの削減につながります。特に、国際規格を満たさない低品質なガソリンが流通する新興国においては、排出ガスによる大気汚染は深刻な問題となっています。アドパワー・ソリューションズでは2019年、大気汚染が社会問題化するモンゴルで、首都ウランバートル市の市営バスへの導入プロジェクトを開始。導入後に実施した現地車両での排ガス測定試験では、導入車両の黒煙(PM2.5)濃度が減少したというデータが報告されました。
※海外での導入事例 https://www.adpower.jp/2020/10/06/case-emerging-countries/

③自動車産業における従来の地球温暖化対策への取り組みは、時間とコストがかかる
排出ガス中のPM(粒子状物質)を集塵して除去するには 黒煙除去フィルタ(DPF)装置を導入する必要があります。しかし、DPFは黒煙を99%以上除去できる一方、高額で設置にもコストがかかるため、大気汚染が深刻な新興国においては導入ハードルが非常に高いと言えます。また、2050年のカーボンニュートラル実現に向けて低炭素な合成燃料の開発が進められていますが、合成燃料の大規模生産を実現するにはさまざまな課題があり、まだ本格導入には至っていません。

④安価で取り付けが簡単、今すぐ始められるCO2対策
アドパワーの取り付けは、ボンネットを開けてエアクリーナーBOXに貼り付けるだけなので、数分で設置が完了します。価格は普通自動車用が約2,000円です。全世界で約15億台ある既存車両に対し、迅速かつ安価に実施できる新しいCO₂削減手法として、今後大気汚染が深刻化する国を中心に導入プロジェクトを推進していきます。


■東海大学工学部・総合科学技術研究所 落合成行教授のコメント


「CO2低減技術の一つとして、新たな可能性を感じています。まだまだ解明すべきことが多くありますが、論理的に検証を進めて行きたいと思います。」
※落合研究室 http://www.mech.u-tokai.ac.jp/~hashimoto_lab/about_lab.htm
※東海大学総合科学技術研究所 http://www.rist.u-tokai.ac.jp/index.html 

■東海大学総合科学技術研究所 野原徹雄研究員のコメント


「静電気帯電による空気流れの阻害現象はさまざまな要因が考えられるため、今後も再実験による検証を進めていきたいと思います。」

 

■東海大学工学部 落合研究室 杉山直輝(博士課程2年)のコメント


「実現象を矛盾なく再現することは非常に難しいと実感しました。客観的な目線を意識して、メカニズムの解明を目指します。」

■東海大学工学部 落合研究室 菊池飛鳥(修士課程2年)のコメント


「天候の変化により再現性が取れないこともありました。学生ならではの独創的なアイデアで、現象を解明したいと思います。」


■アドパワー・ソリューションズ株式会社のコメント

「実績が少ない段階から、東海大学工学部落合研究室には事業の将来性や研究における発展性を見いだしていただきました。また、研究内容が新しい領域のため参考文献などが少ない中、同研究室には試行錯誤を繰り返しながら研究を前進させていただきました。
今までの研究の成果として、2022年4月に従来製品より静電気抑制効果を高めた性能を持つ改良製品を発売いたします。(価格は4月のプレスリリースにて告知予定。)


■改良製品について
サイズ:27 X 75 X 0.5mm
重さ:2g
製品の特徴:弊社独自の技術による積層体(放電シート:新特許申請済)
  今後も継続して研究を重ね、グローバルなCO₂低減の新手法として、国内だけでなく海外でも事業を展開してまいります。

<アドパワー・ソリューションズ株式会社について>


 エンジン性能を改善させるパーツを開発・製造するソリューションカンパニーです。
2008年、今後の方向性を模索する中で訪れたアジア諸国。大量の自動車・バイクが街中を駆け巡り、排ガスで淀んだ灰 色の空に衝撃を受けました。『世界中の自動車に対し、排ガスを削減させる打開策はないのか?』との思いから研究開発 を始めたのが「アドパワー」です。低価格で簡単に取り付けができ、国内・海外の乗用車、オートバイ、 バス・トラッ ク等の燃費の改善、エンジン性能維持、さらに排ガスの削減にも貢献。
全世界の自動車によるCO2 削減 という目標に向けて活動しています。

2022年3月に新規事業分野としてオーディオ専用音質改善パーツの販売を開始。
https://www.adpower-sonic.com

アドパワー・ソリューションズ株式会社 : https://corp.adpower.jp/

アドパワー・ソリューションズ株式会社のプレスリリース一覧
https://prtimes.jp/main/html/searchrlp/company_id/90012
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