『レアメタル代替技術の必要性』
◆経産省、希少金属(レアメタル)代替品、官民で開発へ
7月にも非鉄金属メーカーなどと開発を始め、5年後の実用化を目指す。液晶
テレビの材料に使われるインジウムや、超硬工具を作るタングステン、パソ
コンのハードディスクのモーターに使われるジスプロシウムなどの代替品。
高性能コンピューターでレアメタルの原子配列を解析して似た材料を探したり、
強度を増したセラミックスで代替を目指す。
<2007年03月11日号掲載記事>
〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜
【はじめに】
ご承知の通り、自動車を構成する原材料の中で、最も多いのは、鉄、銅、ア
ルミなどの金属である。しかし、これらの金属は、鉄(Fe)、銅(Cu)、アル
ミ(Al)などの単一の金属元素からなる純金属として使用されることはほとん
どなく、様々な元素と混ぜ合わせた合金の状態で使用されている。複数の金属
元素を添加・混入することで、その特性を変えることができるため、用途に応
じて最適な(※)合金を使用している。
※鋼に代表される合金には無数の種類があり、現時点で採用されているものが、
より良い材料ではあっても、最高の材料かどうかは断言できないのが実態で
ある。従って、技術開発による改善の可能性は無限にあるとも言える。
この合金を生産する上で、重要となるのが、レアメタル(希少金属)である。
レアメタルとは、「地球上にその存在が稀であるか、又はその抽出が経済的・
物理的に非常に困難な金属」(出典:独立行政法人 石油天然ガス・金属鉱物資
源機構ホームページ)と定義されている。具体的には、ニッケル(Ni)、クロ
ム(Cr)、モリブデン(Mo)等がこれにあたる。自動車の原材料としても多く
使われているステンレス鋼や高張力鋼も、鉄にこれらのレアメタルを混合・添
加して作られている。つまり、自動車にとっても、レアメタルは重要な原材料
の一つであると言える。
【レアメタルの備蓄制度】
昨今の資源価格高騰に伴い、こうしたレアメタルの価格相場も高騰している。
技術の高度化が進む中、レアメタルの重要性も増してきている一方で、資源が
少ない日本では、レアメタルもほとんど輸入に依存しているのが実態である。
こうした安定供給に対するリスクを軽減するために、石油同様、レアメタル
も国家として備蓄制度が施行されている。ニッケル(Ni)、クロム(Cr)、タ
ングステン(W)、コバルト(Co)、モリブデン(Mo)、マンガン(Mn)、バナ
ジウム(V)の 7 種類については、国内基準消費量の 60日分が備蓄されている。
この備蓄量の 7 割については前述の独立行政法人 石油天然ガス・金属鉱物資
源機構(JOGMEC)が、残り 3 割については各民間企業が備蓄することとなって
いる。(※)備蓄自体は、茨城県高萩市にある国家備蓄倉庫で一元管理を行っ
ており、緊急事態発生に伴う不足時や市場価格が急騰した時などに、必要に応
じて売却を行っている。
※実際には、財政状況、供給リスク、経済リスク等も踏まえ、各金属とも 21〜
35日分程度の備蓄となっている。
【拡大するレアメタルの需要】
近年、技術の進化に伴い、需要が高まるレアメタルも多様化している。特に
需要が急速に拡大しているのが、IT・電子系部品に使用されるレアメタルであ
る。具体的には、液晶ディスプレイ(LCD)の導電膜に使用されるインジウム
(In)、二次電池の電極・電解質に使用されるリチウム(Li)、発光ダイオー
ド(LED)に使用されるガリウム(Ga)、高性能モーターの永久磁石に使用され
るネオジム(Nd)等の希土類などである。
こうしたレアメタルは、自動車部品の原料として使われているものも少なく
ない。点火プラグに使用される白金(Pt)やイリジウム(Ir)、排ガス浄化の
ための触媒として使用される白金(Pt)、パラジウム(Pd)やロジウム(Rh)
などがその代表例である。また、電子化・電動化の進展に伴い、前述のような
電子系部品の搭載率も高まっている。特にハイブリッド車には、高性能駆動モー
ター、二次電池が搭載さており、こうしたレアメタルの使用量も多いと考えら
れる。将来的に普及が期待される燃料電池車についても、燃料電池の触媒に使
用される白金(Pt)がコストダウンを難しくしている要因の一つと言われてい
る。
これだけ多数の自動車部品にレアメタルが使用されているということは、こ
れらのレアメタルの供給を確保できないと、自動車を製造できなくなるリスク
を負っているということである。世界的に自動車市場は拡大を続けており、そ
の需要がさらに逼迫する懸念が強まっている。
【レアメタル代替技術の必要性】
レアメタルの需要をほとんど輸入に頼っている日本において、レアメタルの
使用量を削減できる技術やその機能を代替する技術の重要性は高まっている。
供給リスクの低減や、省資源化による環境負荷の軽減に加え、製品のコスト低
減につながる可能性もある。経済産業省の方針として、こうしたレアメタル代
替技術の開発を推進することを打ち出したことの意義は大きい。
実際、民間企業の中では、こうしたレアメタル代替技術の開発が始まってい
る。化学品メーカーである東ソーは、液晶ディスプレイ(LCD)の導電膜に使用
されるインジウム(In)の代わりに亜鉛を使用する代替技術の開発を進めてい
るという。また、高性能モーターのネオジム磁石に使われるジスプロシウム(Dy)
などの希土類の添加物を削減する技術を開発しているベンチャー企業もある。
自動車メーカーでも、こうした技術開発に取り組む事例がある。以前、この
メールマガジンでも紹介した、ダイハツのスーパーインテリジェント触媒は、
排ガス浄化用の触媒に使用されるパラジウム(Pd)、白金(Pt)、ロジウム(Rh)
に自己再生機能を持たせることで、使用量の削減を実現している。この技術は、
共同開発のパートナーである北興化学によって、医薬品・化学品分野にも展開
されている。
http://www.sc-abeam.com/mailmagazine/honj/honjo0091.html
自動車業界で環境問題対策というと、大気汚染防止、CO2 排出量削減による
地球温暖化防止や、化石燃料資源の使用量削減に注目が集まりがちである。し
かし、自動車業界が持続的に成長を続けるためには、こうしたレアメタルの使
用量削減も大きな環境問題対策のテーマとして、改めて認識する必要がある。
そのためにも、レアメタルを代替する新技術の開発に積極的に取り組むべきで
はなかろうか。
<本條 聡>
|