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魚型ナノロボットが米国の国内リチウム供給を切り開く可能性

著者: OilPrice.com·

重要ポイント

  • 中国企業は世界のリチウム採掘能力の約4分の1、EV電池グレードのリチウム精製能力の60%を掌握しており、北京に重要なサプライチェーンに対する重大なレバレッジを与えている。
  • 米国はリチウムを重要鉱物に指定し、国防生産法およびインフレ削減法を活用して電池素材の国内生産を加速・促進している。
  • テキサスA&M大学の研究者は、米国エネルギー省から100万ドルの助成金を受けて、海水からリチウムを抽出する自律型ナノロボットを開発している。
  • 電池製造に向けたリチウム需要は2020年から2030年の間に10倍に増加すると予測されており、現在の世界生産水準を大幅に上回る。
  • 米国は現在、ネバダ州とアーカンソー州を含む州にかなりの国内リチウム埋蔵量を有するにもかかわらず、稼働中のリチウム鉱山はネバダ州のSilver Peak鉱山1か所のみである。
魚型ナノロボットが米国の国内リチウム供給を切り開く可能性

リチウムは、テクノロジーおよびエネルギーセクターにおいて不可欠性が高まるにつれ、重要な地政学的火種として浮上している。現在、中国は世界のリチウム供給と精製能力に対してほぼ支配的な地位を占めており、これが北京に多大な地政学的レバレッジを与えている。世界がクリーンエネルギー転換を加速させる中——この動きはイラン戦争によってさらに促進されている——リチウムサプライチェーンの支配は、世界のエネルギー安全保障においてさらに中核的な位置づけになる見通しである。

国際再生可能エネルギー機関(IRENA)によると、電池製造に向けたリチウム需要 alone は2020年から2030年の間に10倍に増加すると予測されている。Popular Mechanicsの2023年の報告書は、「2030年の電化経済には25万トンから45万トンのリチウムが必要になる可能性が高い」と推定している。対照的に、2021年の世界生産量はわずか105トン——105,000トンではない——であった。

中国企業は現在、世界のリチウム採掘能力の4分の1、EV電池グレードのリチウム精製能力の60%を掌握している。今日、全世界のリチウムイオン電池の4分の3以上が中国で製造されている。さらに、ロイター通信によると、中国は来年までにオーストラリアを抜いて世界最大のリチウム採掘国になる軌道に乗っている。この生産・精製能力の集中は、重大なサプライチェーンの脆弱性を生み出し、北京に多大な地政学的レバレッジを付与している。

米国にとって、電池サプライチェーンの多様化と重要物質の国内生産化は、経済的および地政学的な喫緊の課題となっている。米国地質調査所はリチウムを重要鉱物に指定しており、2022年に連邦政府は国防生産法を発動して電池素材の国内生産を加速させた。インフレ削減法はさらに、EV消費者税額控除を米国または自由貿易相手国で抽出・加工された鉱物の割合が増加する電池に結びつけることで、国内調達を促進した。米国はかなりの天然リチウム埋蔵量を有し、主要な鉱床が次々と発見されている——特にネバダ州とアーカンソー州において顕著である。同国は現在、ネバダ州エスメラルダ郡のSilver Peak鉱山という単一の稼働中リチウム鉱山を有するのみである。しかし、従来のリチウム抽出は、大量の水消費や有害な重金属の生成など、重大な環境コストを伴う。

新たな抽出方法が、こうした環境的欠点を回避しつつ国内リチウム産業を構築する道を開く可能性がある。テキサスA&M大学カレッジステーション校の研究者は、海水から直接リチウムを抽出することを目的とした魚型ナノロボットを開発している。海水には天然で豊富なリチウムが含まれており——世界の海洋に溶存する量は数千億トンと推定される——ただし0.2ppm未満という極めて希薄な濃度であるため、大規模な回収は長年技術的課題とされてきた。この取り組みは米国エネルギー省から100万ドルの資金提供を受けている。

「私たちの目標は、従来の抽出方法に関連する環境負荷を軽減しながら、より信頼性の高い国内リチウムサプライチェーンを支える技術を開発することです」と、プロジェクトリーダーのJingjing (Jenny) Qiuは述べた。「土地を掘り起こしたり地下からブラインを汲み上げたりして大量のエネルギーを必要とする従来の採掘とは異なり、これらの自律型マイクロ/ナノロボットは海水中を自由に移動し、実質的にゼロのインフラ負荷でリチウムを収集します。」

このプロジェクトは、中国との競争力を維持し、国家のエネルギー安全保障を確保するため、国内リチウムサプライチェーンの強化を目的とするエネルギー省資金を受ける19のイニシアチブの1つである。海水に溶存する膨大な鉱物資源の活用に焦点を当てた取り組みはこれだけではない。エネルギー省のアルゴンヌ国立研究所とシカゴ大学による別の共同研究では、Interesting Engineeringの報道によると、「リチウムイオンを驚異的な効率で[ろ過]し、従来の採掘に対する潜在的な国内代替手段を提供する」蛭石(ひるせき)製の膜を開発している。

OilPrice.com)Haley Zaremba 記