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2025/08/05 13:43
ナノバブル（ウルトラファインバブル）技術が、船舶や内燃機関などでの燃費改善に応用されつつあり、注目の分野です。近年の研究では、船底への気泡注入や燃料中へのナノバブル混入を通じ、効率向上やCO₂排出の削減期待が高まっています。
本記事では、最新の研究成果をもとに、ナノバブルが燃費に与える影響とその科学的根拠を整理してご紹介します。
1. 船舶におけるナノ・マイクロバブルによる燃費改善
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船底から空気や微細気泡を注入し、海水との摩擦抵抗（舶用摩擦）を低減
世界最大級の水槽実験施設でも試験されており、実用化に向けた技術として注目されています realize-se.co.jp+2J-STAGE+2月刊高専+2月刊高専fwf.or.jp+2web-wac.co.jp+2カービュー+2。 -
三菱重工業の空気潤滑システム（MALS）
実船試験では、波浪条件下でも推進馬力を5％以上低減。大型コンテナ船で燃費約10％改善という成果が報告されています カービュー。 -
国内研究：東北大学や海上技術安全研究所でも、マイクロ・ナノバブルを活用して船の摩擦を減らし、省エネ化を目指す研究が進み続けています fishfarmingexpert.com+7web-wac.co.jp+7カービュー+7。
2. 内燃機関へのナノバブル応用：燃料混入による燃焼効率向上
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NEDOによる国産研究プロジェクトでは、ディーゼル機関に微細気泡を混入し、ベンチエンジンで**燃費改善平均5％、最大7.2％を達成。大型船体用エンジンでも平均3.1％／最大4.2％**の効果が得られたという報告があります NEDO。
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**MDPI掲載の最新レビュー（2025年）**によると、ナノバブルを燃料に混入することで、燃焼特性が改善され、ディーゼル燃焼効率が最大約16％向上と示されています 月刊高専+3J-STAGE+3サイエンスダイレクト+3。
3. 複合技術と数値シミュレーションによる新たな可能性
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**Euler–Lagrangeシミュレーション研究（2025年）**では、超疎水表面とマイクロバブル注入を組み合わせた実験（低速水流条件）により、複合的な摩擦低減効果が確認されました。ただし、壁面構造との相性で効果の大きさに差がある点も指摘されています arXiv。
4. 議論と技術的ポイント
Bubble Size（気泡サイズ）の最適化
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小さすぎると摩擦低減効果が減少する一方で、大きすぎるとすぐ浮上してしまい維持できません。ドラッグ低減には「適度な大きさのマイクロ気泡」が鍵であるという指摘があります カービュー。
Bubble Concentration（濃度）の最適調整
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内燃機関実験では、気泡量を増やしすぎても逆に燃料混合効率が悪化。最適な気泡サイズ・混入率の制御が燃費削減の成否に直結します NEDO。
System Integration（装置設計・導入方法）の重要性
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実船への適用には、ナノバブル生成装置の小型化・耐久化や船体への気泡注入構造の精度設計が不可欠です。実用化に向けた取り組みが継続中です J-STAGE+1realize-se.co.jp+1。
5. 実用性と期待される効果まとめ
| 適用対象 | 適用手法 | 効果例 |
|---|---|---|
| 船舶全体 | 船底への気泡注入（ナノ／マイクロ） | 摩擦抵抗 5〜10 %低減（燃費改善） |
| 内燃機関・ディーゼル | 燃料中へのナノバブル混入 | 燃焼効率最大16%、燃費改善約5％ |
| 流体機器、配管 | 超疎水面と微細気泡の併用 | 境界層抵抗の低減による性能向上 |
まとめ：ナノバブルが燃費改善に果たす役割とは
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船底やエンジン燃料へのナノ・マイクロバブル利用により、燃費改善やCO₂排出抑制が科学的に確認され始めています。
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特に、**燃焼特性の向上（16％）や航行抵抗減少（5〜10％）**といった定量的成果は、脱炭素時代への技術転機となり得ます。
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今後は「装置の小型化」「最適サイズ・濃度制御」「船種仕様への最適化」など実用的課題の解決がカギとなるでしょう。
