近藤真彦参戦、弱点克服、夢のCO2回収装置…今年も水素カローラ進化が止まらない【S耐富士24hレース】 ...

今年も水素カローラの進化が止まらない

トヨタは5月24日から26日に行われる「ENEOS スーパー耐久シリーズ 2024 Empowered by BRIDGESTONE 第2戦 NAPAC富士SUPER TEC 24時間レース（以下、富士24時間レース）」に、液体水素を燃料とした「液体水素カローラ（32号車）」を今シーズン初めて投入する。

トヨタは、2021年の富士24時間レースに“水素カローラ”を初めて投入。当初“気体”の水素を燃料として使用していたが、昨シーズンより液体水素へと変更し、充填回数の削減や航続距離の向上など、年々クルマを進化させ水素技術を鍛えてきた。

GR車両開発部で水素エンジンプロジェクトを統括する伊東直昭氏は「昨年は液体水素でもレーシングスピードで走れるという性能を見せることができたが、今年はさらに技術進化する姿を見せることで、液体水素の技術がカーボンニュートラルの選択肢になり得るんだ、というところまで技術を高めていきたい」と話す。

今回の主な進化は以下の3点。

（1）液体ポンプの耐久性の向上
（2）異形タンク採用による航続距離の向上
（3）CO2回収装置 工程切り替えの自動化

また今回、“マッチ”こと近藤真彦氏が32号車をドライブするなど、マッチとモリゾウ（豊田会長）のラップタイムバトルも見どころ。話題たっぷりの決勝を前に、液体水素カローラの進化のポイントを端的にチェックしていこう。

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最大の弱点、克服なるか？

昨シーズン、レースを戦う上でアキレス腱となったのが、燃料となる液体水素を昇圧させエンジンに送り込む“燃料ポンプ”。

液体水素カローラは、ピストンの往復運動で燃料を圧送するポンプを採用しているのだが、圧力レンジが高くポンプ内のクランクにねじりなどの負荷がかかり、実際に去年のレースでは計画的に（2回）交換して24時間を戦い抜いた経緯がった。

伊東氏も「液体水素ポンプが、液体水素技術の中で1番難しいところ」と話す。結果的にレースでは、ピットでの作業時間などのロスが重なり、22年の478周から23年は358周へと周回数が減少してしまった。

そこで今回採用されたのが「デュアル・ドライブ」と呼ばれる、クランクを2つのギア（写真の青と赤のギア）で駆動させる機構。平たく言うと、片方から入ったモーターの入力を、ギアが反対側へと伝えることで、左右から駆動をかけたような状態にし、ねじれが軽減されるというものである。

「ただ単に強度アップをすれば大きくて頑丈になるが、レーシングカーに搭載するにあたって絶対に大きくはしたくなかった。色々なアイディアをトライする中で、生き残ったのがこの機構。1番効果が高かった（伊東氏）」

2つのギアを追加しただけのかなりシンプルな構造だが、テストの段階では1回もポンプが壊れていないそうで、24時間無交換で走り切るのが目標だそうだ。

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地味ながら大きな一歩を踏み出した“異形燃料タンク”

地味ながら大きな進歩となったのが、2番目の異形燃料タンクの採用だ。

従来は円筒形のタンクに加圧した液体水素を搭載していたのだが、今回は楕円形のタンクへと変更することで容量が220L（+70L）へと増加した。

素人目には“たかがそれだけ”と思ってしまうが、聞けば、現状自動車に液体水素を燃料として搭載する法律（ルール）が整備されていないため、（加圧しているとは言え）さほど高圧ではないにも関わらず、「高圧ガス保安法」の「容器保安規則」に基づいて円筒形のタンクを搭載していたんだという。

今回は、自治体と連携することで“円筒形ではないタンク”の使用を認めてもらったそうだが、国のルールが変わったわけではなく、あくまでも自治体から許可を得て使用しているので、別の県で行われるレースでこのタンクを使用する場合は、再度開催場所の自治体との調整が必要になるそうだ。

「異形タンクが認められたこともすごいですが、（前例ができたという意味で）本当に大きな一歩（伊東氏）」

今回はかなりの安全マージンを取って楕円形を採用しているが、実証実験を繰り返し安全性が担保されれば、ゆくゆくは現在の自動車の燃料タンクのような複雑な形状にすることも夢ではないという。そうなれば航続距離が大幅に増加し、一般ユーザーも使いやすいスペックになるかもしれない。

GRカンパニーのプレジデントを務める高橋智也氏も「クルマ、インフラ、法整備。この3つが同時に進まないと水素社会は実現できない」と話すように、一見地味な改良だが、ニール・アームストロング氏の言葉を借りれば、この小さな一歩は人類にとっての大きな一歩になるかもしれない。

走れば走るほどCO2が減る夢の装置

3つ目のCO2回収装置は、水素技術と直接関係はないが、クルマが走れば走るほどカーボンニュートラル社会の実現に近づく“かもしれない”夢の技術である。

昨年の最終戦（オートポリス戦）でデビューしたCO2回収装置だが、改めてその構造をおさらいすると、エアクリーナー入り口にCO2を吸着するフィルターを搭載し、その隣では吸着したCO2をエンジンオイルの熱（ラジエターのような装置）で脱離させ溶剤へと回収する装置が搭載されている。

昨年のシステムでは、吸着用と脱離用の2枚のフィルターが必要で、かつフィルターをピットインのたびに手動でメカニックが入れ替えていた。

今回はこの差し替え作業を自動化。フィルターを回転させ1つのシステム内で吸着・脱離を繰り返し行えるようになった。

「カーボン“ニュートラル”ではなく、少しでも回収していこうという取り組みとしてこの機能を採用した（伊東氏）」

構造的には、空気を吸い込む内燃機関であれば搭載可能なシステムとのこと。現時点ではまだ微量のCO2しか回収できないため実用化のハードルはかなり高いが、実用化できるまで進化すれば、例えば、トヨタの内燃機関を搭載するクルマは全てCO2を吸収しながら走行し、回収したCO2を売ってお金にする、といったユーザーにメリットのある形にすることも可能かもしれない。

“もっと良い未来のため”に、トヨタだけでなく、日産やホンダ、マツダやスバルなどもカーボンニュートラル燃料車両を走らせるなど、各メーカーが“共挑”し、さらにその裏ではメカニックや技術者一人ひとりが汗を流し奮闘する。

高橋プレジデントがS耐は「走る“公開”実験室」と呼ぶように、そんな未来のクルマ作りの現場をリアルに見ることができるのがS耐の面白さの1つ。決勝レースは25日の15:00スタート。現地に来れない方は、S耐公式YouTubeチャンネル『Stai TV』でもライブ配信（13:00配信スタート）されるので、ぜひチェックしてはどうだろうか。

（終わり）