ZIMA21とは

 ZIMA21が着目したのは、エンジン・ボイラーの基本性能をより高度な領域へ到達させる為に、燃焼用空気の改質によりエンジン・ボイラー本来の性能を100%引き出すことです。その最大の課題は「環境性能」と「経済性能」の両立。つまりCO2の削減と燃費の向上です。これを実現させる為に、燃焼を量子力学の範囲で追求することで、燃焼の効率化を実現しました。こうした思想の基に開発されたZIMAの技術で、人と社会と環境の調和を実現させるのがZIMA21です。
 また車の動力システムにおける空気の吸排気/電気部品/燃焼室/オイル、ガスと様々なシステムの中で障害となっているのが、あの静電気です。各システムの中で循環物の分子達が流れ衝突しあう事で静電気が発生し、各システムの循環に障害をもたらしています。ZIMA21は、その静電気を除去します。
  ZIMA21は貴金属塗装したいくつかの金属箔の積層構造体です。ZIMA21は動力システムの各パーツにZIMA21を貼る・巻くだけで装着できます。ZIMA21はメカニカルなチューニングを一切捨てきり、燃焼を科学的に捉えた新世代のチューニングシステムです。燃焼を効率化させることにより、「環境性能」と「経済性能」の向上を達成します。

環境に優しい燃焼変革

 太陽光線によって活性化された大気中の酸素分子は、通常の酸素分子(三重項酸素)に比べ酸化能力が高く、燃料とスピーディーに化学反応すると共に反応熱も増大させる傾向にあります。 曇天時に比べ晴天時の燃焼効率が高いのは、この活性酸素が多いからと考えられています。
 ZIMA21は、燃焼用空気中の酸素分子を活性化して燃焼室に送り込み、 燃焼効率を向上させます。さらに燃料使用量を削減することでCO2や有害排気ガスを低減させ、燃焼装置の能力を最大限に引き出すシステムです。

燃焼改革

酸素改質

 一般に燃焼機器における省エネルギーの基本的な考え方は、燃焼温度を上昇させ、排ガスの総量を出来るだけ減少させることです。ZIMA21は、特定波長の電磁波放射エネルギーを用いて、その燃焼効率を改善し、動力性能の向上を達成しようとするものです。
 メタン(多くの炭化水素系燃料において、いかなる燃焼においても、最終的には低級炭化水素であるメタン構造あるいはメチル基を経由して燃焼にいたる)には、ある波長域で電磁波放射エネルギーを大きく吸収する波長域があります。振動や回転にのみ関与するある波長域の電磁波放射エネルギーをメタン分子に投与することで、メタン分子を激しくスピンさせ、メタン分子をはじめとして、メタン分子から発する燃焼先駆体である活性化学種の回転・振動運動をより激しく加速します。このことは空気中の酸素分子との衝突エネルギーを高め、かつ衝突頻度を高めることとなり、未燃炭化ロスを減少させます。
 また電磁波放射エネルギーを間接的に空気中の酸素分子に作用させることで、通常酸素分子が勃起状態の活性酸素になります。この酸素状態はフリーラジカルな一種ではなく、空になった電子軌道が電子を求めることにより強い酸化力を持ち、通常酸素状態よりエネルギーレベルが高く、また元の状態に戻るときに1.27μmの近赤外線を発します。その結果、燃焼反応が促進されて、燃焼温度の上昇を導きます。燃焼温度が上昇すれば、エネルギー数は増加し、内燃焼機関の性能は向上します。

静電気除去

 静電気は空気の吸排気/電気部品/燃焼室/オイル、ガスと様々なシステムの中で、循環物の分子達が流れ衝突しあう事で発生し、各システムの循環に障害をもたらしています。特に自動車の場合、吸気口から燃焼室までの距離が長く、空気がエアーダクト内を通過する際に発生する静電気をアースで逃がす必要があります。ZIMAは、インテークマニホールドやオルタネーター・バッテリーに作用することにより、その静電気を除去します。
 このようにZIMA21は、空気の改質と静電気除去という二つのアプローチにより、内燃焼機関の性能向上を行っています。

自動車のエネルギー効率

 独立行政法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)では、2006年12月13日付け「NEDO海外レポート NO.991」における「省エネルギー特集」の中で、米国のfuel-economyのweb サイト3 の引用として、『自動車のエネルギー効率』についてのレポートを掲載しています。

エンジンのエネルギー損失62.4%

 米国エネルギー省(DOE)と環境保護庁(EPA)が共同で開設している fuel-economy”のweb サイト3 の中で、自動車が如何に非効率的(投入エネルギーの15%程度しか有効に用いられていないこと)であるかをわかりやすく図示した上で、エネルギー効率を向上させるためにどのような対策技術があり、それらの技術を用いることによって、どれだけエネルギー効率が向上するか、またそれによりどれだけの経済的な便益があるかというをレポートを提示しています。
 その中で特に注目されるのは以下の通りです。

 1.自動車のエネルギー効率として
車の燃料タンクに給油した燃料のうち、車の走行や役に立つ装備品(エアコン等) を動かすのに使われるのは、たった15%のエネルギーだけである。残りのエネルギー は効率の悪いエンジン・駆動系や、アイドリングによって損失される。したがって、 最新技術を用いて燃料効率を改善できる可能性は非常に高い。
(図1 参照)

自動車のエネルギー損失の流れ

①エンジンによる損失 62.4%
ガソリン車では、燃料エネルギーの62%以上が内燃エンジン(ICE)中で損失され る。内燃エンジンは燃料の化学的エネルギーを力学的エネルギーに転換するのに大 変効率が悪く、エンジン摩擦やエンジンへの空気の出し入れ、廃熱などにエネルギ ーが消費される。
これらのエネルギー損失を減らすために、可変バルブタイミング・リフト、ターボチ ャージャー、直接燃料方式、シリンダー・ディアクティベーション等の最新技術が使用 できる。また、ディーゼルエンジンはガソリンエンジンより約30~35%も効率が良い。 ディーゼル技術/燃料における新しい進歩は、ディーゼル車をより魅力あるものにして いる。

NEDOレポート

 NEDOのWEBサイトは以下にあります。

http://www.nedo.go.jp/index.html 
独立行政法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)



NEDO海外レポート NO.991

出所:新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)WEBサイト