- ระบบที่พัฒนาโดย KIMM สามารถทำความสะอาดอากาศในระหว่างการขับขี่และจับฝุ่นจากเบรกได้
- ระบบกริดสามารถกำจัดอนุภาค PM2.5 ได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยไม่ต้องใช้พัดลมที่มีกำลังสูง
- ตัวเก็บฝุ่นจากเบรกสามารถจับอนุภาคได้โดยอัตโนมัติ โดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์เพิ่มเติม
- เทคโนโลยีนี้มีเป้าหมายเพื่อปรับปรุงคุณภาพอากาศในเมือง และได้มีการยื่นขอสิทธิบัตรในหลายประเทศ
สถาบันวิจัยวัสดุเครื่องจักรกลเกาหลี (KIMM) ได้พัฒนาระบบรถยนต์ที่สามารถทำความสะอาดอากาศข้างถนนในระหว่างการขับขี่ พร้อมทั้งจับฝุ่นจากเบรกเพื่อป้องกันการแพร่กระจาย เทคโนโลยีนี้ใช้โครงสร้างที่มีอยู่ของรถยนต์ในการเปลี่ยนรถยนต์ธรรมดาให้กลายเป็นเครื่องฟอกอากาศเคลื่อนที่ในเมือง ทีมงานที่นำโดยดร.ฮัน บัง-ยู จากแผนกวิจัยสิ่งแวดล้อมในเมืองของ KIMM ได้สร้างระบบสามประเภท ได้แก่ ตัวกรองไฟฟ้าสถิตแบบกริด ตัวเก็บฝุ่นจากเบรกแบบคาลิปเปอร์ และระบบจ่ายไฟไร้สาย เพื่อทำความสะอาดอากาศในขณะที่จอดรถ วิศวกรได้ติดตั้งระบบเหล่านี้ในรถยนต์รวมถึง Kia Carnival และ Hyundai Sonata เพื่อทดสอบประสิทธิภาพ
ระบบกริดสามารถทำการประมวลผลประจุของอนุภาคขนาดเล็กที่เข้ามาและดูดซับไปยังแผ่นเก็บฝุ่น เส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นใยคาร์บอนมีขนาดเล็กกว่าผมมนุษย์มาก สามารถเก็บอนุภาคได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยกระแสไฟฟ้าต่ำ พร้อมทั้งลดการสร้างโอโซน ในระหว่างการขับขี่ ระบบนี้อาศัยการไหลของอากาศที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของรถยนต์ โดยไม่ต้องใช้พัดลมที่มีกำลังสูงเพิ่มเติม เมื่อรถจอดอยู่ในพื้นที่ที่มีการจ่ายไฟไร้สาย พัดลมระบายความร้อนที่มีอยู่สามารถใช้ในการทำความสะอาดอากาศรอบข้างได้ ในความเร็ว 18.6 ไมล์ต่อชั่วโมง (30 กิโลเมตร/ชั่วโมง) ระบบกริดสามารถกำจัด PM2.5 ได้อย่างน้อย 95% และอนุภาค PM2.5–10 ที่มีขนาดใหญ่กว่าได้อย่างน้อย 99%
หลักการทำงานของระบบกริด
ระบบนี้สามารถรักษาประสิทธิภาพที่ความเร็ว 31 ไมล์ต่อชั่วโมง (50 กิโลเมตร/ชั่วโมง) โดยแต่ละคันสามารถทำความสะอาดอากาศได้ประมาณ 63,600 ลูกบาศก์ฟุต (1,800 ลูกบาศก์เมตร) ต่อชั่วโมง หลังการติดตั้ง อัตราการใช้น้ำมันของ Carnival และ Sonata ไม่เปลี่ยนแปลงเกิน 1%
ฝุ่นจากเบรกจะถูกจับโดยตัวเก็บฝุ่นที่ติดตั้งอยู่ด้านหลังของคาลิปเปอร์เบรก การเสียดสีระหว่างผ้าเบรกและจานเบรกจะทำให้อนุภาคมีประจุโดยธรรมชาติ ดังนั้นระบบนี้จึงไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องชาร์จอนุภาคหรือพัดลมดูดฝุ่นเพิ่มเติม ในการทดสอบวงจรการขับขี่รถยนต์เบาแบบสากล (WLTC) ตัวเก็บฝุ่นนี้สามารถจับอนุภาคการสึกหรอจากเบรกได้ 22.2 มิลลิกรัมต่อกิโลเมตร หรือประมาณ 35.7 มิลลิกรัมต่อไมล์ ซึ่งเทียบเท่ากับประมาณ 0.35 ออนซ์ (10 กรัม) ในระยะทาง 280 ไมล์ (450 กิโลเมตร)
เทคโนโลยีการจับฝุ่นจากเบรก
การควบคุมมลพิษในรถยนต์แบบดั้งเดิมมักมุ่งเน้นไปที่การปล่อยไอเสียจากเครื่องยนต์ อนุภาคที่ไม่ปล่อยจากเบรกและยางยังเกิดจากรถยนต์ไฟฟ้าและรถยนต์พลังงานไฮโดรเจน โดยการปล่อยอนุภาคจากเบรกในปัจจุบันได้มีการควบคุมตามมาตรฐาน Euro 7 นักวิจัยชี้ให้เห็นว่าการใช้ไฟฟ้าสถิตช่วยลดความต้านทานการไหลของอากาศ และสามารถปรับให้เข้ากับพื้นที่และชิ้นส่วนที่มีอยู่ในรถยนต์ได้ ซึ่งช่วยลดความต้องการพลังงานเพิ่มเติมและการเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง
การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีในอนาคต
ดร.ฮัน บัง-ยู กล่าวว่าคุณสมบัติสำคัญของระบบนี้คือรถยนต์สามารถทำความสะอาดอากาศข้างถนนในระหว่างการขับขี่ พร้อมทั้งลดอนุภาคการสึกหรอจากเบรกที่ต้นทาง นักวิจัยอาวุโส ลี กึน-ฮี กล่าวว่าการใช้โครงสร้างของรถยนต์และการไหลของอากาศในการขับขี่ "ช่วยลดความต้องการพลังงานเพิ่มเติม" KIMM วางแผนที่จะตรวจสอบประสิทธิภาพและความทนทานของระบบในสภาพการขับขี่จริง นี่เป็นความสำเร็จที่สำคัญของ AirFive ซึ่งเป็นหนึ่งในห้าผลิตภัณฑ์เรือธงของ KIMM โดยหน่วยงานมีแผนที่จะขยายการใช้เทคโนโลยีนี้เพื่อปรับปรุงคุณภาพอากาศในเมือง โครงการนี้มีชื่อว่า "การทำงานร่วมกันเพื่อการฟอกอากาศในรถยนต์ที่มีอนุภาคขนาดเล็ก" ซึ่งได้รับการสนับสนุนจากแผนพัฒนาเทคโนโลยีหลักในอุตสาหกรรมรถยนต์
ผลการวิจัยที่เกี่ยวข้องได้ถูกตีพิมพ์ในวารสาร International Journal of Friction และ Atmospheric และได้มีการยื่นขอสิทธิบัตรในเกาหลี สหรัฐอเมริกา และเยอรมนี การศึกษาฝุ่นจากเบรกนี้มีชื่อว่า "เครื่องฟอกอากาศไฟฟ้าสถิตที่ไม่ต้องชาร์จสำหรับการเก็บอนุภาคการสึกหรอจากเบรกที่มีประจุไฟฟ้า"
รายการ สเปค ปริมาณการจับอนุภาคการสึกหรอจากเบรก 22.2 มิลลิกรัม/กิโลเมตร อัตราการกำจัด PM2.5 95% อัตราการกำจัด PM2.5–10 ที่มีขนาดใหญ่กว่า 99%
ผลกระทบของเทคโนโลยีนี้ต่อคุณภาพอากาศในเมือง
ด้วยการเพิ่มขึ้นของกระบวนการเมือง การเกิดมลพิษทางอากาศจากยานพาหนะมีความรุนแรงมากขึ้น ระบบรถยนต์ที่พัฒนาโดย KIMM ไม่เพียงแต่สามารถทำความสะอาดอากาศข้างถนนในระหว่างการขับขี่ แต่ยังสามารถจับฝุ่นจากเบรกได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งมีความสำคัญต่อการปรับปรุงคุณภาพอากาศในเมือง การควบคุมมลพิษแบบดั้งเดิมมักมุ่งเน้นไปที่การปล่อยไอเสียจากเครื่องยนต์ ขณะที่เทคโนโลยีนี้ได้ขยายขอบเขตการควบคุมไปยังอนุภาคที่ไม่ปล่อย เมื่อเทคโนโลยีนี้ถูกนำไปใช้ในอนาคต อาจมีการนำไปใช้ในรถยนต์รุ่นอื่น ๆ เพื่อช่วยลดอนุภาคที่เป็นอันตรายในเมืองและส่งเสริมสุขภาพของประชาชน