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極低温で電気抵抗をゼロにする「超電導」を使うモーターの開発が進む。桁違いに高いエネルギー密度に航空機業界が着目。日米欧で開発が進む。エネルギー効率も高く、電気自動車や鉄道、船舶への応用も視野に入る。

航空機には超電導モーターが必要に
(a)航空機では、ターボファンエンジンから電動モーターに置き換える開発が始まった。(b)欧州エアバス(上の写真)や米航空宇宙局(NASA、下の写真)が開発中。(c)電動航空機を実現できる出力密度は、現時点では超電導モーターのみだ(写真・図=上2点・右下:九州大学提供、左中:エアバス提供、左下:NASA提供)

 「航空機業界は、2050年の二酸化炭素排出量を05年比で半減する必要に迫られている。一方で航空機需要は50年までに倍増するとの予測がある。1機当たりの二酸化炭素の排出量を少なくとも4分の1に削減しなければならない。推力源は超電導モーターしかない」。このように言うのは九州大学大学院システム情報科学研究院電気システム工学部門教授の岩熊成卓氏だ。

 岩熊氏は、九州大学が19年4月に組成した「先進電気推進飛行体研究センター」のセンター長を務める。同大学が蓄積してきた超電導関連技術に注目した航空機大手の米ボーイングなどと、超電導技術を全面的に取り入れた航空機向け推進システムについての共同研究を進めている。

 航空機業界の二酸化炭素の排出量の削減目標は、国連の組織である国際民間航空機関(ICAO)が決めた。国連は、航空機メーカーをはじめとする関連企業の株主に二酸化炭素の削減努力をする企業に投資をするよう働きかけており、産業界は目標をないがしろにはできない状況にあるという。避けようのない規制に切羽詰まった航空機メーカーが、本気で超電導モーターによる航空機の開発に取り組んでいる。

液体水素で冷却し発電も

 超電導モーターによる航空機は、ジェット機の主翼などに付くターボファンエンジンの動力をモーターに置き換えたものと言える。ただし浮力を生じさせる手法は、ジェット機とは異なる。

 ジェット機では、ジェット噴流とファンで後方に押し出す気流の反動によって前方への推進力を得る。上部のみを湾曲させた断面の主翼で浮力を発生させる。