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電気自動車は環境に優しくエンジン車はそうじゃない?
それ実は、大きな誤解です!

2021.04.01

提供:大同大学

電気自動車は環境に優しくエンジン車はそうじゃない?
それ実は、大きな誤解です!

未来の自動車は、100%自動運転で空も飛べたりするかもしれません。その頃には動力源は全て電気モータと思っている人が多いと思います。しかし実は、2050年になっても、まだ半分以上の車はエンジンで(も)動くと予想されています。電気自動車は、排気口から出す排気はゼロでも、それを動かす電気は、CO2を大量に排出する火力発電所で主に作られています。限られたエネルギー源を少しでも有効に利用し地球環境を汚さないエンジンの燃焼技術の研究は、国際目標であるSDGs(持続可能な開発目標)に貢献できる技術として注目されています。

この記事をまとめると

  • 省エネ、省資源。そのカギの一つをエンジンが握る!
  • エンジン車が、電気自動車より優れていること。
  • もとの空気よりも排気の方がクリーン、そんなエンジンができるかも!

エンジンの進歩が、エネルギーの効率的な利用を促進する!

排気の中の有害物質の含有量を測定するガスアナライザー。

排気の中の有害物質の含有量を測定するガスアナライザー。

エンジン車の動力源であるエンジンに使用される燃料(ガソリン、軽油、天然ガスなど石油由来のものがほとんど)は、炭素と水素がその主な成分です。エンジンの内部では、その燃料に酸素を加え、高圧力をかけたうえで点火・爆発させ、それを運動エネルギーに変えています。エンジンが「内燃機関」と呼ばれるのは、この仕組みが由来です。エンジン車で問題となるのが、この燃料を燃焼させたときに生成される、有害物質を含んだ排気ガス。ところで皆さんは子どもの頃、「このままのペースでいくと、何年後には石油はなくなってしまう」という話を聞いたことはありませんか。石油を精製して作られるガソリン。その原料である石油がないと車はもちろん、バスやトラックなどありとあらゆる自動車が動かなくなる世界を思い浮かべ、なんだか恐ろしくなった、そんな記憶があるのではないでしょうか。しかし、あれほど無くなると言われていた石油に代表される化石燃料は、底を尽きそうにありません。これには世界的な省エネ・環境意識の高まりや、掘削技術の進歩だけでなく、環境に優しく燃費の良いエンジンの開発、つまり、内燃機関の進歩も大きく貢献しています。

クルマの世界も❝適材適所❞、電気自動車とエンジン車の❝一長一短❞。

「理想は元の空気よりきれいな排気を出すエンジン」と語る井原先生。

「理想は元の空気よりきれいな排気を出すエンジン」と語る井原先生。

電気自動車とエンジン車、どちらが優れているの?その答えは「どちらも優れている」です。電気自動車が適しているのは、タクシーや配送車などだと言われています。走行距離やエリアが決まっていて、作業終了後には家や事務所に帰ってくるのであれば、使用中の充電切れの心配もほぼゼロ。一方で、大きな力が必要な大型車や、長距離の移動ができるような電気自動車を作るには、現在の技術ではとてつもなく大きく重たいバッテリーが必要です。つまり、そのような用途の自動車には、小さなエンジンでもパワフルに動き、燃費も良いエンジン車の方が適しています。電気モータとエンジンの長所を組み合わせて開発されたもののひとつがハイブリッドのショベルカー。「大きな力が必要なものはエンジン車」と説明しましたが、ショベルカーは重たいものを動かすときには大きな力が必要で、止めるときにも逆向きにブレーキを掛ける必要があり、力をロスしていました。重量物を保持したアームを旋回する際にはエンジンで発電した電気を使い、旋回にブレーキを掛ける際のエネルギーロスを電気に変換して回収する。双方の利点を一つの車にまとめた、新しいエネルギーの使い方を提案する動力システムの実用化が進んでいます

まだまだ発展の余地がある、”未来の”エンジン!

機械システム工学科の卒業研究で製作された❝ヒートポンプ❞。

機械システム工学科の卒業研究で製作された❝ヒートポンプ❞。

私たちの生活にまだまだ欠かすことができないエンジンの可能性について、高効率・低環境負荷な燃焼技術、つまり自動車をより少ない燃料でより遠くまで走らせ、しかもその排気ガス中の有害成分を減らせる、新しいエンジンを生み出す研究に取り組んでいるのが、大同大学工学部機械システム工学科の井原先生です。効率的な次世代のエンジンを開発する燃焼工学は、機械分野だけでなく多岐にわたる知識・技術が必要で、工学においては“機械らしくない”研究分野だとも評されています。エンジンの燃焼現象は化学反応なので化学工学。エンジンの計測器の制御には電気工学、制御工学やプログラミングの知識も不可欠です。工学、化学、システム学…さまざまな分野の知識を駆使することでやっと燃焼を紐解くことができるのです。「車やロボットなどの機械が好きという人はもちろんですが、新たな研究分野との出会いを楽しめる、そんな冒険心あふれるマインドの学生さんには特におすすめです」と井原先生。燃焼工学は、工学に興味があるなかでも、新しいもの好きでいろいろやってみたい。そんな好奇心旺盛なあなたにピッタリの学問かもしれません。

【広告企画】提供 : 大同大学

この記事のテーマ
工学・建築」を解説

工業技術や建築技術の発達は、私たちの生活を快適で安全なものに変えてきました。先人たちが生み出した知恵に新しい技術をプラスすることで、技術はいまも進歩し続けています。インフラの整備や災害に強い街作り、エネルギー効率の高い動力機械やロボット開発など、暮らしを豊かにする先端技術を学びます。

「工学・建築」について詳しく見る

この記事で取り上げた
「航空・船舶・自動車工学」
はこんな学問です

航空機や宇宙飛行体、船舶、自動車の開発、設計、運用などの研究を通じて、技術者や研究者を養成する学問。用途を踏まえて、飛行、航行、走行にかかる衝撃などを研究する「流体力学」、軽量化や強度、材料を研究する「構造工学」「材料工学」、制御や機構を研究する「機械工学」など、さまざまな工学的観点から専門知識を習得する。それぞれの製造メーカーへ進む道があるが、とくに航空(宇宙)工学の場合は、機械から化学まで進む分野の幅が広い。

「航空・船舶・自動車工学」について詳しく見る

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