最近環境破壊について訴える、スウェーデンの少女グレタさんが話題となっています。
グレタさんは地球温暖化の悪化を招く co2は出さないようにするべきだと訴えています
そして co2を排出する諸悪の根源の一つとして飛行機を上げています
グレタさんの主張については賛否両論あると思いますが、
co2の排出をできるだけ減らした方が良いことは誰もがわかっていることですよね
実は日本で飛行機の co2を大幅に削減できる可能性を秘めた
すごい繊維が開発されたというのです
その名は sic 繊維
今回はこの繊維の凄さに迫ってみましょう
新素材 sic繊維は日本が開発
グローバル化社会に欠かせないのが飛行機です
その証拠にこのところを飛行機に乗る人や貨物運搬の数が飛躍的に増えているそうです。
20年後には飛行機の機体数も輸送量も現在の2倍以上になると見込まれているということです
今でも十分に多いと感じるのにその2倍なんてかなりなものですよねー
そこで問題となるのが co2の排出量です
今後を機体数が2倍になるとすると単純に考えると
co2の排出量も2倍になるということになります。
co2の排出量を減らすために考えられる対策として、エンジンの性能アップして燃焼効率を上げることがあります
しかし現在エンジンに使われている素材ではもう限界なのだそう
そこで注目されたのがセラミック複合材料と呼ばれるものです
これはセラミックとその繊維を組み合わせて作ったものです
セラミックには熱に強く軽いというメリットがある一方で、脆いという欠点もありました
その欠点を補うのが sic 繊維です
soc繊維は日本では炭化珪素繊維と呼ばれています
その名の通りケイ素 si と炭素をCを結合させた化合物を繊維状にしたものです。
これを開発したのはなんと日本なのださそうです。
sic繊維は1975年に東北大学で最初に開発されました。
しかし実用化するのは難しいと考えられていました。
そんな中この繊維の実用化にこぎ着けたのが日本の企業
日本カーボンです
実用化まではやはり苦難の連続だったそう
しかし何としてもこの新素材を世界に届けでその可能性を広めたいという熱い思いから試行錯を続けたのだそうです。
そして苦労の甲斐あって sic 製は今co2対策など空港業界の未来も大きく変える起爆剤になろうとしています
高い強度
Sic 繊維の凄いところとしてまず挙げられるのが強度の高さです
現在航空機のエンジンの多くにニッケル合金が使われています
そのニッケル合金よりも2倍も強度があるのだそうです
しかし炭素繊維自体の強度が高いことは周知の事実で実際にこれまでも飛行機の機体部分には炭素繊維が使われていました
それを使えるようにしたところが sic繊維のすごいところなのです
これはどういうことなのでしょうか
耐熱温度
実は一般的な炭素繊維は強度は高いものの熱に弱いという欠点があります
そのため飛行機のエンジン部分に使用することができなかったのです
先ほど飛行機のエンジンにはニッケル方金が使われていると言いましたが
ニッケル合金の耐熱温度は1200度弱です。
しかし飛行機のエンジンはなんと1300度にもなるそうでニッケル合金を使っても、エンジンを空冷 させる必要があります
ところが sic 製位の耐熱温度はなんと
1800度から2000℃にもなるそうで、これならエンジンを冷やす必要はなくなります
これにより取り込んだ空気を推進力として利用できるようになり
飛行機はより効率よく食べるようになると考えられています
エンジンの性能を今よりも高め燃焼効率をアップさせられる可能性があるのです
これは実際にアメリカとフランスの企業が合同で作った航空エンジン、リープでも実証済みです
リープはこれまでのエンジンよりも低燃費でしかも騒音も抑えられるといいます
この素晴らしいエンジンを可能にしたのが sic 繊維だったのです
軽い
sic 繊維はその軽さも魅力です。
ニッケル合金と比べると重さは約3分の1ほどしかないのだそう
これならエンジンを軽量化できるので運転効率をさらにアップさせられそうですねー
日本しか作れない
実はこのSiC繊維の実用化に成功したのは世界中で日本カーボンと宇部興産の2社のみ
アメリカの企業ダウケミカルとコーミングも実用化を検討してきましたが、途中で断念してしまいました
どれだけ実用化までの道のりが険しいものであったかが分かりますね
現在宇部興産では sic繊維を「チラノ繊維」という商標で売り出しており
f1自動車やスポーツ用品などに主に採用されているそうです
一方日本カーボンは「二カロン」という名称でSiC繊維を売り出しており、先ほどご紹介した
リープの素材に採用されており航空機分野で主に注目を集めています。
航空機以外の分野でもこの素材の重要性は増すと考えられており世界からかなり注目されているそうです
SiC繊維の今後
しかしその一方でこの素材を使った商品開発では日本は遅れをとっているという悲しい現実もあるそう。
sic 製品の実用化に成功した日本カーボンは実用化に成功した当初この繊維を使う企業が現れず苦労したそうです
そんな中真っ先にこの繊維にまさっきに目を付けたのが先ほどのアメリカとフランスの企業だったというわけです
確かに sic 製にはコストが非常にかかるといったデメリットがあります
普通の炭素繊維の100倍もコストがかかるというのですからかなりのものですよねー
しかしそれを補って余りあるメリットが sic 繊維にはありますし
飛行機の co2の問題はなんとしてもを解決しなければならないものです
また今後さらに需要が拡大すればコストも徐々に下がってくると考えられます
日本企業の弱点の一つに素材の開発には強いのにそれを使って利益を生み出すことができないことがあげられるといいます。
一方アメリカは世界中から優れた素材を集め、商品化して利益を生むことに長けているのだそうです。
こういった問題を解消しようと2017年経済産業省の協力により
東京工科大学に cmc センターというものが設置されました。
これは sic 繊維の実用化に向け、産官学が協力して製品の研究開発に取り組もうという試みです
3者が手を組むことで製品の研究開発はよりスムーズに行われると期待されています。
日本が生み出した素材なのだから製品の開発も日本にリードしてもらいたいところですよね
sic 製は航空業界だけではなくさまざまな分野から注目される期待の素材です
そんな素材を日本が開発ししかも日本の技術がないと作ることができないので誇らしいですね
この素材は航空機で実績があがったら火力発電所のタービンへの対応も考えられているそうで
ますます需要が高まると思われます
今後日本でも si 新生園を使用した製品の開発が進むことを期待したいですね
