スパークプラグは厄介な存在です。外気が冷たすぎると機能せず、効率も悪く、エンジンを壊し、燃費を悪化させ、現代の車の排ガス問題の一因にもなっています。幸いなことに、より効率的な運転方法がすぐそこまで来ているかもしれません。日本の研究者たちが、従来のスパークプラグをレーザーベースの代替品に置き換える方法を発見したのです。
スパークプラグとレーザーはどちらもかなり前から存在し、爆発にも長い間使われてきました。では、なぜ誰もこれまでこれに気づかなかったのでしょうか？研究者の平卓則氏が言うように、レーザーは「大きく、非効率で、不安定」であり、スパークプラグの代替として実用的ではないと研究者は指摘しています。
代わりに、エンジンへの搭載が提案されているレーザーシステムの一つは非常に小型で、従来の結晶の代わりにセラミック化合物を使用しています。スパークプラグほどの大きさのこのセラミックレーザーは、光ケーブルを介して2～3個の他の小型レーザーからエネルギーを集め、800兆分の1秒という速さでエネルギーを放出します。
では、なぜスパークプラグをレーザーに置き換える必要があるのでしょうか？毎年約5000万台の自動車が販売され、そのすべてがスパークプラグを使って走行しているという事実を考えると、スパークプラグを段階的に廃止するのは非常に困難です。
スパークプラグはひどく非効率な装置です。プラグはピストンの上昇ストロークに合わせて調整する必要があります。シリンダー内の燃料をすべて燃焼させるわけではないため、エンジン内に燃料が蓄積され、エネルギーが無駄になります。さらに、プラグとバッテリーをつなぐ配線が間違っていたり、プラグのタイミングがずれていたりすると、文字通りエンジンが破片に吹き飛ばされる可能性があります。
現在、スパークプラグをレーザーに置き換えることで、これらの問題を軽減、あるいは完全に排除することが可能です。実際、テレグラフ紙によると、エセックスにあるフォードの英国研究開発部門の研究者たちは、レーザー点火システムのさらなる開発のための助成金を獲得しました。
化学では、どんな反応も 100% 効率的ではないことがわかっていますが、エンジン内の燃焼プロセスの改善に取り組むことは、自動車を可能な限り効率的にするための非常に前向きなステップです。
[OSA、BBC、The Telegraph / 写真: FlickrのRazor512 (CC BY 2.0)]
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