船舶のディーゼル排ガスを
浄化する技術こそエコ

　地球温暖化や大気汚染が深刻化するなか、CO₂排出の削減は世界共通の課題となっている。そこで、自動車はEV（電気自動車）化が進んでいるが、航空機や大型船舶は従来のエンジンを使った運用が続いている。そこで注目を集めるのが、排ガスを浄化する技術だ。神奈川工科大学工学部電気電子情報工学科電気応用研究室の瑞慶覧章朝教授は30年以上ディーゼル排ガス微粒子を浄化する集塵技術を研究している。

「東京の大気汚染の10～20％は、沿岸を行き交う船舶の排ガスが原因とされています。船は石油精製の最後に残る『残渣油』を燃やして走るため、黒い粒子（ブラックカーボン）を多く出します。これが太陽光を吸収しながら大気を漂い、北極の氷に付着し、融解を早めることもわかっています」

　一方で、言わば“残りカス”である残渣油を使って走る船舶には、“原油を無駄なく使い切る”という一定の役割がある。船舶に使うディーゼルエンジンは熱効率が高く、同じ化石燃料からより多くのエネルギーを取り出せる。つまり、船舶運用に関しては、ディーゼル燃料を“規制”するよりも“浄化”する技術開発のほうが環境負荷低減につながるのだ。

　瑞慶覧教授の排ガス浄化装置の技術核心は、従来の常識をくつがえす発想にある。これまでの集塵装置は、外から電気エネルギーを注入して排ガス中の粒子状物質を強制的に帯電させ、静電気の力で集めていた。ところが瑞慶覧教授は、この粒子の9割が自然に帯電していることを突き止めた。

「すでに帯電しているなら、わざわざ電気エネルギーを注入する必要はありません。静電気の力だけで集めれば、エネルギーをほとんど使わない浄化装置が実現できます」

　カギを握るのは浄化装置内の電極の構造だ。微弱にしか帯電していない排ガス粒子を捕えるため、特殊な形状の電極で従来の約3倍という強い電界をつくる必要がある。これによって、静電気の力だけで、ブラックカーボン、可溶性有機成分、多環芳香族炭化水素までまとめて除去できる。世界的にも独自のこの手法は、エネルギー消費を大幅に抑えるだけでなく、多様な粒子を同じ仕組みでまとめて捕まえられる点も大きな強みとなっている。

ディーゼル排ガス浄化装置の内部。メカ好きにはたまらない重量感がある