日本、使用済みEVバッテリーからリチウムを最大90%回収する方法を開発
(tech.supercarblondie.com)- 日本のリサイクル施設が使用済みEVバッテリーから約90%のリチウムを回収し、回収率が50%未満の従来方式より性能を大きく高めた
- 従来の水酸化ナトリウムの代わりに、回収した水酸化リチウムを使い、ブラックマスを新しいバッテリーに再利用できる高純度リチウムへ変換する
- 高い回収率に加え、従来のリサイクル技術より炭素排出量を約40%削減できる
- バッテリー鉱物の大半を輸入する日本は、国内でのリチウムリサイクルにより輸入依存度を下げ、サプライチェーンの安定性を高められる
- 公式のリサイクル体制に流入する使用済みリチウムイオンバッテリーは約**14%**にとどまり、回収インフラの拡充が必要で、2027年の生産能力拡大と2035年の年間数万トン規模の素材抽出を計画している
回収率を高めたリサイクル工程
- 日本のリサイクル施設は、使用済みバッテリーから約90%のリチウムを抽出することに成功した
- 従来工程ではリチウム回収率が50%未満となる場合が多い
- 回収したリチウムは、新しいバッテリーに再び使える高純度素材として処理される
- 工程の要点は、従来の水酸化ナトリウムを、回収した水酸化リチウム粉末に置き換えることにある
- この化学的な変更により、バッテリー廃棄物であるブラックマスを高純度リチウムへ変換する
- 従来のリサイクル技術と比べて炭素排出量を約40%削減できる
サプライチェーンへの効果と普及条件
- リチウムはEVバッテリーの中核原料であり、採掘には高いコストとエネルギーがかかり、地政学的な問題も伴う
- バッテリー鉱物の大半を輸入する日本は、国内リサイクルの拡大によって輸入依存度を下げ、サプライチェーンを安定化できる
- 実際の拡大につなげるには、低い使用済みバッテリー回収率から改善する必要がある
- 現在、日本で公式のリサイクル体制に入る使用済みリチウムイオンバッテリーは約**14%**にとどまる
- それを支える回収インフラの大幅な拡充が必要
- 生産能力を2027年までに拡大し、2035年には毎年数万トンの素材を抽出する計画がある
- 大規模適用に成功すれば、EVバッテリーの生産・再利用方法とバッテリー廃棄物の処理方法がともに変わる可能性がある
1件のコメント
Hacker Newsの意見
記事には大学・研究機関・科学者の名前や根拠となるリンクがまったくなく、実際にしっかりした内容を伝えているという信頼感を与えない
詳細はTechSpotの記事に出ている
EVバッテリーは大きすぎ、高価すぎるため埋め立てられる可能性は低く、むしろ日本が小型リチウム電池を簡単に捨てられないようにする政策のほうが、現実的な廃棄物削減に役立ちそうだ
高いリチウム再利用率を達成するための別々の2段階であるバッテリーのリサイクルとリチウム回収を混同しているようだ
バッテリーからの回収率が高いことは驚きではない
そもそもリチウムは元素の状態で採掘するものではなく、低純度の原料から抽出するようにプロセスが設計されている一方、リチウム電池は非常に高純度な原料だからだ
重要なのは、リサイクルのプロセス網がいつ経済性を確保するかであり、鉛蓄電池も似た過程を経て、現在では事実上100%リサイクルされている
鉛蓄電池は、手袋をした手で正極と負極を分けられるほど頑丈で、ピザからペパロニをはがすのに近いが、リチウムセルはボローニャソーセージから特定のタンパク質だけを取り出すうえ、その物質が空気に触れると燃え出すようなものだ
自動車・バッテリー業界は、規制執行と検査が緩く、労働者が仕事を切実に必要としている国々に健康被害を押し付けてきた
ニューヨーク・タイムズのメキシコ記事とアフリカの鉛中毒記事が参考になる
リチウムの主な利点は、標準化された化学組成で大量に使われる点にある
不足するレアアースや金属をリサイクルして供給の独立性を維持するには、多少コストが高くても受け入れられるし、スイスとデンマークのトリウム研究協力も同じ文脈で見られる
反応性と吸湿性が高く、水と接触すると毒性と腐食性のあるフッ化水素を放出するため、リチウム供給が極端に不足していない限り、経済性は低いかもしれない
それでも近いうちに廃バッテリーが大量に発生するはずなのでリサイクルは必要だが、記事には必要な詳細情報がない
この会社の技術が既存方式と何が違うのか、記事は具体的に明らかにしておらず、米国・EU・中国ではすでに複数の企業がバッテリーをリサイクルしているという事実も飛ばしている
競合他社も同程度かそれ以上の回収率を達成しているため、90%は特別ではなく、天然鉱床よりはるかに濃縮されたバッテリーからリチウムの10%を取り逃がすのは大きな損失だ
現在リサイクル産業を阻んでいる主な要因は技術ではなく、リサイクルする廃バッテリーの不足だ
過去10年に生産されたバッテリーの大半はまだ使用中で、一部は蓄電装置でさらに10年ほど使えるため、リサイクルが収益性のある大規模な原料供給源になるには、もう一世代かかりそうだ
さらに、コバルト・ニッケル・銅・黒鉛なども併せて回収する必要がある
環境中に捨てられる使い捨て電子タバコのように、鉛蓄電池と同様、新製品購入時に既存のバッテリーを返却するか、デポジットを支払わせればよい
道に捨てられた電子タバコを拾って返却し、デポジットを回収するよう促すこともできる
画期的な結果でもなく、ニュース価値が何なのかを裏付ける詳細情報も不足している記事が、なぜHacker Newsの最上位に上がったのか分からない
より意味のある資料は、LFP材料の循環システムを拡張可能かつ費用対効果の高い形で完成させながら、高いリチウム回収率と環境責任を同時に達成できることを示したこの論文だ
どちらも白色だ
Mercedesは2024年にバッテリー全体の96%リサイクル率を掲げた工場を開設しているので、日本の技術がどれほど大きなブレークスルーなのかは疑問だ
Mercedes-BenzのKuppenheimリサイクル工場紹介で確認できる
この資料によると、リチウムの**回収率の業界標準は90%**であり、回収と抽出は別の概念である
炭酸化プロセスを使う一部の設備では、すでに95%以上を達成している
それでも電子廃棄物として処理する必要がある
関連資料はEV電池リサイクルの経済性、EV電池の寿命、HNディスカッション1、HNディスカッション2で見られる
日本は2010年から中国のレアアース輸出制限を最初に経験した国の一つである
尖閣諸島中国漁船衝突事件と中国のサプライチェーン支配に対する日本の対応を見ると、この衝撃後にさまざまな政策が整えられたようだ
Toyotaが中国サプライチェーンへの依存度が低い燃料電池電気自動車（FCEV）の開発に注力したのもその一つで、その結果生じた空白で中国と米国企業がバッテリーEV市場のシェアを伸ばした可能性がある
ただし今後の状況によっては、FCEVと日本の選択が最終的に正しかったと判明する可能性もある
Californiaの水素ステーションが奇妙に感じられたが、日本政府と企業連合が構築したインフラと車両エコシステムを知ると、日本にだけ存在する代替史のように見える
現在の水素は実質的に石油に工程を加えたものであり、効率的な電気分解にはイリジウム・プラチナのような極めて希少な素材や、連続高温電解用の特殊セラミックが必要になる
このような構造が石油と電池を代替できるのか疑問である
Toyotaが過去10〜20年で販売した乗用FCEVは、多くても約2万台で、Priusの四半期販売台数の4分の1にも満たない
最初から誇張された未来主義に近く、これを広める側は現実をよく知らないようだ
化石燃料が豊富であったり、安価なリチウム電池を入手できたりするならFCEVは合理的ではないが、水素を資源ボトルネックが比較的少ないエネルギー貯蔵手段と見れば、ある程度妥当になる
EV電池を電力網用蓄電装置として再利用しようとする企業は、廃電池を十分に確保できていない
容量が80%を下回っても蓄電装置では何年も使えるが、実際の電池寿命が知られていたよりはるかに長いからだ
この記事を元のNHK World記事に差し替えられるのか気になる
古いニュースである可能性が高い
リチウムはEV電池が持つ価値の一部にすぎず、ニッケル・コバルト・黒鉛の方がはるかに高価で、銅・アルミニウムも価値が大きい
主要素材の大半を効果的に回収できなければ、十分なリサイクルとは言い難い
さらにこの成果は特別なものでもなく、Redwood Materialsはリチウムイオン電池のニッケル・コバルト・銅・アルミニウム・リチウム・黒鉛を平均95%以上回収できるとしている
詳細はRedwood Materialsのリサイクル案内にある
最も難しいのはリチウムのリサイクルで、まだ完全には解決されていないため、近い将来に大量廃棄されるリチウム電解質に注力するのは妥当である