2022 Fiscal Year Research-status Report

Mechanisms of aerosol particles emitted from brake friction and wear through chemical composition measurements.

Research Project

Project/Area Number	22K03895
Research Institution	Japan Automobile Research Institute
Principal Investigator	萩野浩之一般財団法人日本自動車研究所, 環境研究部, 主任研究員(研究員・ポストドクタークラス) (90533737)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Keywords	エアロゾル質量分析法 / 核生成 / アブレシブ摩耗 / メカノケミカル反応
Outline of Annual Research Achievements	近年，自動車のCO2等の排出ガス規制の強化だけでなく，電気自動車でも排出される，ブレーキ摩耗粉塵に対する排出規制への関心も高まってきている（主に質量を基準とし化学組成は対象外）．これまでは，ブレーキが「どの程度，摩擦・摩耗するか」が研究されてきた．今後は，「どの程度エアロゾル粒子が発生するか」を研究する必要がある．そこで本研究では，摩擦材やディスクに由来する化学組成を，空気中に浮遊したエアロゾル粒子の状態で定量化することで，トライボロジー現象における発生メカニズムを解明する研究を提案する．今年度は，既設ブレーキダイナモを用いて，ブレーキ摩耗由来のガスとエアロゾル粒子を同時に測定できるシステムを構築し，排出量を定量的に解析できる方法がほぼ完了した．また，ブレーキ摩擦材へ与える仕事量の変化に伴い排出量が変化するといった，新たな知見が見出された．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 既設ブレーキダイナモを用いて，ブレーキ摩耗由来のガスとエアロゾル粒子を同時に測定できるシステムを構築し，排出量を定量的に解析できる方法がほぼ完了した．また，ブレーキ摩擦材へ与える仕事量の変化に伴い排出量が変化するといった，新たな知見が見出された．総合的に鑑みて研究は順調に進捗していると判断した．
Strategy for Future Research Activity	今年度に構築したシステムを用い，来年度は，エアロゾル粒子中の無機元素の粒径分布を測定するシステム構築，ガス状金属を測定するシステムの構築を実施する．具体的には，分級器により粒径ごとにICP-TOFMSで測定して粒径分布を得るシステム，ガス状物質をラジカルで酸化させてエアロゾル粒子へ変化してICP-TOFMSで測定を行うシステムをそれぞれ構築する．気中濃度と信号強度との関係から，ブレーキ摩耗由来の排出濃度を定量するための，解析アルゴリズムの確立を目指す．
Remarks	研究成果は随時researchmapデータベース型研究者総覧に更新 https://researchmap.jp/hiroyuki_hagino