โยโกฮามา, ประเทศญี่ปุ่น : นิสสันได้ทดลองใช้นวัตกรรมสีพ่นรถยนต์ ที่ออกแบบมาเพื่อช่วยลดอุณหภูมิภายในห้องโดยสารของรถยนต์ในช่วงฤดูร้อน และลดการใช้พลังงานของระบบปรับอากาศ
นวัตกรรมสีพ่นรถยนต์นี้ พัฒนาร่วมกับ Radi-Cool เป็นผู้เชี่ยวชาญด้านผลิตภัณฑ์ระบายความร้อนด้วยรังสี โดยมีส่วนผสมของ อภิวัสดุ หรือ Metamaterials วัสดุเสมือนที่ถูกออกแบบ และสร้างขึ้นเพื่อให้มีคุณสมบัติตามที่ต้องการ โดยวัสดุผสมสังเคราะห์นี้มีโครงสร้างซึ่งมีคุณสมบัติที่ไม่พบในธรรมชาติโดยทั่วไป
โครงการนี้เป็นส่วนหนึ่งของความพยายามของนิสสันในการแสวงหานวัตกรรมที่แตกต่างซึ่งช่วยส่งเสริมการเดินทาง และช่วยสร้างสังคมที่สะอาด และยั่งยืนยิ่งขึ้น
ในเดือนพฤศจิกายน 2023 นิสสันได้เริ่มทดลองการใช้งานจริงเป็นเวลา 12 เดือน ที่อาคารผู้โดยสารระหว่างประเทศที่ สนามบินฮาเนดะ โดยร่วมมือกับ Japan Airport Terminal Co., Ltd., Radi-Cool Japan และบริการสนามบิน All Nippon Airways (ANA) สีพ่นรถยนต์แบบเย็นของนิสสันได้ถูกนำไปใช้กับรถยนต์ Nissan รุ่น NV100 ที่ให้บริการโดยสายการบิน All Nippon Airways (ANA) ด้วยพื้นที่จอดขนาดใหญ่ที่เปิดโล่ง สนามบินฮาเนดะจึงมีสภาพแวดล้อมที่สมบูรณ์แบบสำหรับการประเมินประสิทธิภาพของสีในโลกการใช้งานจริงภายใต้สภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง
แม้ว่าจะยังอยู่ในระยะทดสอบ แต่ผลลัพธ์ที่ได้ตั้งแต่เริ่มต้นจนถึงปัจจุบันถือว่าน่าพอใจ โดยเมื่อจอดเทียบเคียงกันภายใต้แสงแดด รถยนต์ที่เคลือบด้วยสีแบบเย็นของนิสสัน มีอุณหภูมิที่พื้นผิวภายนอกลดลงถึง 12 องศาเซลเซียส และภายในห้องโดยสารเย็นลงถึง 5 องศาเซลเซียส เมื่อเทียบกับรถยนต์ที่ใช้สีรถยนต์แบบเดิม
ประสิทธิภาพในการระบายความร้อนของสีจะสังเกตได้ชัดเจนโดยเฉพาะเมื่อจอดรถไว้กลางแดดเป็นเวลานาน ห้องโดยสารที่เย็นกว่าไม่เพียงแต่จะให้ความสบายมากขึ้นเท่านั้น แต่ยังใช้เวลาในการเปิดเครื่องปรับอากาศน้อยลงเพื่อให้ห้องโดยสารมีอุณหภูมิที่สบายพอดี ซึ่งจะลดภาระของเครื่องยนต์ หรือในกรณีของรถยนต์ไฟฟ้า จะใช้พลังงานจากแบตเตอรี่น้อยกว่า โดยคาดว่าจะมีประสิทธิภาพที่ดีขึ้น
อภิวัสดุ หรือ Metamaterials ที่ฝังอยู่ในสีแบบเย็นของนิสสัน ประกอบด้วยอนุภาค โครงสร้างขนาดจุลภาคสองอนุภาคที่ทำปฏิกิริยากับแสง อนุภาคที่หนึ่งจะสะท้อนรังสีอินฟราเรดใกล้ในแสงแดด ซึ่งโดยปกติแล้วจะทำให้เกิดการสั่นสะเทือนในระดับโมเลกุลภายในเรซินของสีแบบเดิมเพื่อผลิตความร้อน
ขณะที่อนุภาคที่สองทำให้เกิดการค้นพบที่แท้จริง อนุภาคนี้จะสร้างคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ต่อต้านรังสีของดวงอาทิตย์ โดยเปลี่ยนเส้นทางพลังงานออกจากตัวรถไปสู่ชั้นบรรยากาศ เมื่อรวมกันแล้ว อนุภาคในสีแบบเย็นของนิสสัน จะลดการถ่ายเทความร้อนไปยังพื้นผิว เช่น หลังคา ฝากระโปรง ประตู และแผงข้างได้
ดร. ซูซูมุ มิอุระ ผู้จัดการอาวุโส และผู้เชี่ยวชาญที่ห้องปฏิบัติการวัสดุขั้นสูง และการแปรรูปของศูนย์วิจัยนิสสัน (Dr. Susumu Miura, senior manager and expert at the Advanced Materials and Processing Laboratory, Nissan Research Center) เป็นผู้นำในการพัฒนาโครงการนี้ เขามีบทบาทสำคัญในการผลิตวัสดุอะคูสติกที่ลดเสียงรบกวนของนิสสัน ซึ่งเคยได้รับรางวัลมาก่อนหน้า ดร. มิอุระ อุทิศอาชีพการงานส่วนใหญ่ของเขาที่นิสสัน กับการค้นคว้าต่างๆ เพื่อทำให้รถยนต์เงียบขึ้น เย็นลง และมีประสิทธิภาพมากขึ้น
“ความฝันของผมคือการสร้างรถยนต์ที่เย็นลงโดยไม่กินพลังงาน” ดร. มิอุระ กล่าวเสริมว่า “สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในยุคของรถยนต์ไฟฟ้า ซึ่งมีการใช้พลังงานจากการเปิดเครื่องปรับอากาศในฤดูร้อนซึ่งจะส่งผลกระทบอย่างมากต่อสถานะการชาร์จแบตเตอรี”
แม้ว่าสีระบายความร้อนแบบแผ่รังสีจะไม่ใช่เรื่องใหม่ แต่โดยทั่วไปแล้วมักใช้กับอาคาร และโครงสร้าง ซึ่งมักจะมีความหนามาก โดยต้องใช้ลูกกลิ้งในการทาสี เนื่องจากไม่มีชั้นเคลือบใส จึงอาจทิ้งคราบคล้ายชอล์กไว้เมื่อสัมผัส
ความท้าทายหลักที่ ดร. มิอุระ ต้องพิจารณาเมื่อพัฒนาเวอร์ชันสำหรับรถยนต์ คือ ต้องแน่ใจว่าสามารถผสมชั้นเคลือบใสได้ ฉีดพ่นด้วยปืนฉีดพ่น (ไม่ใช่การใช้ลูกกลิ้งทาสี) และเป็นไปตามมาตรฐานภายในที่เข้มงวดของนิสสัน ด้านคุณภาพของสีรถภายนอก
ตั้งแต่เริ่มพัฒนาในปี 2021 ดร. มิอุระ และทีมงานของเขาได้ทดสอบตัวอย่างมากกว่า 100 ตัวอย่าง และปัจจุบันกำลังประเมินความหนาที่ 120 ไมครอน ซึ่งหนากว่าสีรถยนต์ทั่วไปประมาณ 6 เท่า พวกเขาได้ยืนยันแล้วว่าทนทานต่อเกลือ การแตก การลอก รอยขีดข่วน ปฏิกิริยาเคมี รวมถึงมีความสม่ำเสมอของสีและความสามารถในการซ่อมแซม ในขณะที่การพัฒนาคืบหน้าไปอย่างมาก ดร. มิอุระ และทีมงานของเขายังคงสำรวจตัวเลือกที่บางกว่าซึ่งให้ประสิทธิภาพในการระบายความร้อนในระดับเดียวกัน
ขณะที่การทดสอบและพัฒนายังคงดำเนินต่อไป สำหรับ ดร. มิอุระ และทีมงานของเขา เชื่อว่าในอนาคตจะสามารถนำเสนอการทำสีพิเศษนี้โดยที่มีสีที่หลากหลาย ซึ่งดร. มิอุระ มองเห็นศักยภาพที่แข็งแกร่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานรถเพื่อการพาณิชย์ เช่น รถตู้ รถบรรทุก และรถพยาบาล ที่ต้องใช้เวลาส่วนใหญ่ในแต่ละวันไปกับการขับขี่
Nissan Trialing Cool Paint Technology Embedded Metamaterial Can Lower Cabin Temperatures and Reduce Energy Usage, Taking the Heat Out of Summer
YOKOHAMA, Japan – Nissan has been trialing an innovative automotive paint aimed at helping lower a vehicle’s ambient cabin temperature in summer and reduce the energy usage of the air-conditioning system.
Developed in partnership with Radi-Cool, a specialist in radiative cooling products, the paint incorporates metamaterial, synthetic composite materials with structures that exhibit properties not usually found in nature.
The project is part of Nissan’s pursuit of differentiated innovations that empower journeys and to help create a cleaner more sustainable society.
In November 2023, Nissan commenced a 12-month feasibility trial at Tokyo International Air Terminal at Haneda. In collaboration with Japan Airport Terminal Co., Ltd., Radi-Cool Japan, and All Nippon Airways (ANA) airport service, Nissan’s cool paint has been applied to a Nissan NV100 service vehicle operated by All Nippon Airways (ANA) airport services. With its large, open tarmac, Haneda airport provided the perfect environment to conduct real-world evaluation of the paint’s performance under an exposed high-temperature environment.
Although still in testing phase, the results to date have been impressive. Parked side-by-side under the sun, a vehicle treated in Nissan’s cool paint has shown yields of up to a 12-degree Celsius reduction in exterior surface temperatures and up to 5-degree Celsius cooler interior, compared to a vehicle featuring traditional automotive paint.
The paint’s cooling performance is particularly noticeable when a vehicle is parked in the sun for an extended period. A cooler cabin is not only more pleasant to enter, but also requires less air-conditioning run-time to cool the cabin to a comfortable temperature. This helps reduce load to the engine, or in the case of an electric vehicle, draw on the battery. In both powertrains, an improvement in efficiency is expected, as well as occupant comfort.
The metamaterial embedded within Nissan’s cool paint features two microstructure particles that react to light. One particle reflects near-infrared rays in the sunlight that would typically cause molecular level vibrations within the resin of traditional paint to produce heat.
The second particle enables the real breakthrough. It creates electromagnetic waves, that counteract the sun’s rays, redirecting the energy away from the vehicle into the atmosphere. Combined, the particles in Nissan’s cool paint reduce the transfer of heat into surfaces such as the roof, hood, doors and panels.
Leading the development is Dr. Susumu Miura, senior manager and expert at the Advanced Materials and Processing Laboratory, Nissan Research Center. He played a leading role in Nissan’s award-winning noise-reducing acoustic material, and has dedicated much of his career at Nissan to exploring ways to make cars quieter, cooler and more efficient.
“My dream is to create cooler cars without consuming energy” explained Miura. “This is especially important in the EV era, where the load from running air-conditioning in summer can have a sizable impact on the state of charge,” he said.
While radiant cooling paint isn’t new, it is typically used for buildings and structures. It’s often very thick, requiring application by a paint roller. Devoid of any clear topcoat, it can leave chalky residue when touched.
Key challenges Miura had to consider when developing an automotive version, was to ensure it could incorporate a clear topcoat, be applied via a spray gun (not a roller), and meet Nissan’s rigorous internal standards for paint quality.
Since commencing the development in 2021, Miura and his team have tested over 100 samples, and are currently evaluating a thickness of 120 microns, approximately six times thicker than typical automotive paint. They have confirmed resistance to salt and chipping, peeling, scratches, chemical reactions, along with color consistency and repairability. As development progresses, Miura and his team continue to explore thinner options that deliver the same level of cooling performance.
While the testing and development is ongoing, for Miura and his team, the hope is that it can one day be offered for special orders and in a variety of colors.Miura sees strong potential, particularly for light commercial vehicle applications such as vans, trucks and ambulances that spend most of the day out driving.
