最近の研究では出版されたでエンジニアリング、京都大学の研究者らは、使用済みの磁石から希土類元素（REE）を効率的に分離してリサイクルするための新しい方法を発表しました。選択的抽出-蒸発-電気分解 (SEEE) プロセスとして知られるこの革新的なプロセスは、リサイクル技術を大幅に進歩させ、カーボンニュートラルに向けた世界的な取り組みをサポートすることが期待されています。

希土類元素、特にネオジム (Nd) とジスプロシウム (Dy) は、以下を含むさまざまな環境技術で使用される高性能磁石の必須成分です。電気自動車（EV）と風力タービン。これらのテクノロジーに対する需要の急増により、効率的なリサイクルこれらの重要な材料の重要性がますます高まっています。新しい SEEE プロセスは、従来の湿式冶金技術に代わる高効率で環境に優しい代替手段を提供することで、このニーズに応えます。

京都大学エネルギー研究所の野平俊之教授と彼のチームが主導するこの研究は、この新しいプロセスがエネルギー効率の高い技術で広く使用されているネオジム磁石のリサイクルをどのように変革できるかを調査するものです。従来のリサイクル方法には、多くの場合、環境に多大な影響を与える複雑でエネルギーを大量に消費するプロセスが含まれます。対照的に、SEEE プロセスは、より持続可能で正確になるように設計されています。

SEEE プロセスには、次の 3 つの主要な段階が含まれます。

1. 選択的抽出: 溶融塩混合物を使用します。塩化カルシウム(CaCl₂） そして塩化マグネシウム(MgCl₂）、このプロセスでは磁石スクラップから希土類元素を抽出します。フッ化カルシウム（CaF）の添加₂）蒸発損失を制御し、抽出効率を向上させるのに役立ちます。
2. 選択的蒸発: このプロセスでは、残っている抽出剤と副生成物が除去され、REE が濃縮されます。
3. 選択的電気分解: 最後に、抽出された希土類元素は、異なる生成電位に基づいて電気化学的に分離されます。このステップにより、高純度の Nd および Dy 金属の回収が可能になります。

この研究の結果は有望です。SEEE プロセスは、Nd で 96%、Dy で 91% の回収率を達成し、両方の金属の純度は 90% を超えました。これらの重要な要素の分離とリサイクルにおけるこのレベルの効率と精度は、現在の方法に比べて大幅な進歩です。

この研究の影響は広範囲に及びます。電気自動車の需要が高まるにつれ、再生可能エネルギー源増加し続けているため、効果的なリサイクル ソリューションの必要性も高まっています。SEEEプロセスは、多くの場合多大な環境コストを伴う新たな採掘活動への依存を軽減しながら、REEの安定供給を確保する上で極めて重要な役割を果たす可能性がある。

さらに、SEEE プロセスは Nd 磁石のリサイクルに限定されません。研究者らは、この技術が核燃料の再処理などの他の用途にも応用でき、さまざまな分野に潜在的な影響を拡大できると考えている。

SEEE プロセスはかなりの可能性を示していますが、研究者らは、SEEE プロセスを産業用途に完全に統合するにはさらなる技術的研究が必要であることを認めています。それにもかかわらず、最初の結果は、材料リサイクルと環境の持続可能性の分野における重要な前進を示しています。

この研究は、地球規模の環境目標に沿ったソリューションを開発する上での先進的な研究の重要な役割を強調しています。世界がより持続可能な未来に向かって進む中、REEEプロセスのようなイノベーションは、REEリサイクルに伴う課題を克服し、カーボンニュートラル技術への広範な移行をサポートする上で不可欠です。

詳細情報:Hang Hua et al、溶融塩における高効率かつ正確な希土類元素の分離およびリサイクルプロセス、エンジニアリング（2024年）。DOI: 10.1016/j.eng.2022.12.013

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