日産、車内温度上昇を抑える放射冷却塗装　運転席は5℃低下

日産自動車は、夏場の直射日光による車室内温度の過度な上昇を防ぐことで、エアコン使用時のエネルギー消費を減らし、燃費や電費の向上に貢献する自動車用自己放射冷却塗装の実証実験を公開した。

今回開発した塗装は、物体の温度上昇を引き起こす太陽光(近赤外線)を反射するだけでなく、メタマテリアル技術の活用により熱エネルギーを放射するというもの。エアコンの使用を抑制しながら、涼しく快適な車内環境の提供が可能となるとしている。

塗装に使用している塗料は、放射冷却製品の開発を専門とするラディクールと共同開発。電磁波、振動、音などの性質に対し自然界では通常見られない特性を持つ人工物質「メタマテリアル」を採用している。

本塗装を開発した、総合研究所で先端材料・プロセス研究を担当する主任研究員の三浦 進氏

今回は「熱のメタマテリアル」として、晴れた冬の夜間から早朝にかけて起こる放射冷却と同じ現象を人工的に引き起こす。これにより、太陽光を反射するだけでなく、クルマの屋根やフード、ドアなどの塗装面から熱エネルギーを大気圏外に向かって放出でき、車内の温度上昇を抑制する。

開発段階において、この塗料を塗装した車両と通常塗料を塗装した車両の比較で、外部表面で最大12℃、運転席頭部空間では最大5℃の温度低下を確認。炎天下に長時間駐車していた車両への乗り込み時の不快感を軽減し、エアコンの設定温度や風量の最適化により、燃費や電費の向上を見込める。

メタマテリアルの技術を利用した放射冷却塗料は建築用途には使用されている。しかし建築用塗装は自動車用塗装と比較すると塗膜が非常に厚く、ローラーで塗布することを前提としており、自動車の塗装に必要であるクリアトップコートの使用も想定されていない。

そこで日産は、この塗料を車に適用できるよう、エアスプレーでの塗布や、クリアトップコートとの親和性、日産の品質基準など、様々な条件への対応に取り組み、約3年の開発期間において総合研究所で100以上のサンプルを作製。一般的な自動車塗装に用いられるエアスプレーでの塗装に成功した。

今回の実証実験において、塗装の欠けや剥がれ、傷、塩害などの化学反応に対する耐性、色の一貫性、修復性にも現時点で問題がないことも確認されている。

また、自動車用塗装への適用として重要な要件のひとつである塗装膜厚においては、同等の冷却性能を確保しつつ開発当初の120µm(0.12mm)から大幅な薄膜化に成功。トラックや救急車など炎天下においての走行が多い商用車への特装架装としての採用を検討しており、商品化に向けてさらなる薄膜化に取り組んでいる。

塗装の効果と耐久性を検証するために日産は、羽田空港において2023年11月から1年間の実証実験を実施。ラディクールジャパンの販売代理店を務める日本空港ビルデングの協力により、ANAエアポートサービスが空港で日常的に使用しているNV100クリッパーバンに当該塗料を塗装して評価を行なっている。

なお、日本空港ビルデングは2020年からラディクールジャパンと提携し、羽田空港内でパッセンジャーボーディングブリッジや、ターミナルビルと駐車場を繋ぐ連絡橋に放射冷却フィルム「Radi-Cool(ラディクール)」を施工。効果としてRadi-Coolの施工箇所は、いずれも施工前と比べて4～5℃の温度低減が確認されている。