熱エンジンの効率と出力向上、「両立せず」−慶大などが証明

慶応義塾大学理工学部の斉藤圭司准教授らは、発電装置などの「熱エンジン」について、熱から電気への変換効率を上げようとすると、時間当たりの出力が下がることを理論的に解明した。こうした知見は省エネルギーや環境への負荷の軽減を考慮した環境配慮型エンジンの性能評価の基準や開発指針として応用が期待される。

研究チームは熱エンジンの効率を高めようとすると、時間当たりのエネルギーの出力である「仕事率」が小さくなるという関係式を導いた。この式から「エネルギーを無駄なく利用すること」と「短時間で多くのエネルギーを得ること」は両立せず、トレードオフ（二律背反）の関係にあることを示した。

エンジンの出力と効率との間にトレードオフの関係があることは以前から推測されていたが、決定的な答えは得られていなかった。

東京大学や学習院大学との共同研究。成果は米科学誌フィジカル・レビュー・レターズ電子版に掲載された。