180万トンの「リチウムごみ」を資源に...EV電池の「副産物」で建設業界のあの問題を解決

EV普及に伴う難題とコンクリート業界の悩みのタネを一気に解決するアイデアとは　SOMKANAE SAWATDINAK／SHUTTERSTOCK

＜「リチウム」と「CO2」。交わらないはずの環境課題が、ひとつの材料でつながり始めた＞

2040年の静まり返った街を想像してほしい。その頃には世界の自動車の約6割は電気で走っていると予想されている。

騒音もなければ、大気汚染もない。街はとてもクリーンだ。しかしその裏側は決して環境に優しいものではない。膨大な廃棄物の山が築かれているからだ。

リチウムは電気自動車（EV）用の電池に不可欠の材料だが、抽出過程で大量の廃棄物が出る。23年だけでも世界の電池産業が排出したリチウム関連の廃棄物は180万トン。ほぼ全てが不燃ゴミとなる。

一方で、建設業界も環境問題を抱えている。建築資材のコンクリートは世界で最も広く使用されている人工素材だが、その主成分であるセメントは生産過程で大量の二酸化炭素（CO2）を排出する。

その量たるや世界の全排出量の8％近くを占めるほどだ。

この2つの問題は一見すると何の関係もなさそうだが、実は同時に解決できる妙手がある。リチウムの抽出で出る廃棄物を使ってCO2排出量の少ない「低炭素コンクリート」を作るのだ。

リチウム電池は1970年代に発明されて以来、エネルギーの未来を切り開いてきた。EVの普及に伴い、今後も需要が急拡大するのはほぼ確実だ。

とはいえリチウムは純粋な金属として存在するわけではない。鉱石か塩水から抽出する必要がある。

リチウム資源の大半はチリ、アルゼンチン、ボリビアにまたがる「リチウム三角地帯」にあり、この地域が世界の埋蔵量の6割を占めるといわれている。

電池に使われる純度のリチウムを1トン抽出するために9〜10トン前後の廃棄物が出る。30年までにリチウムの需要は3倍に増える見込みで、このままでは膨大な廃棄物の山が築かれることになる。

資源の有効活用を徹底

ところがこの山は宝の山でもある。セメントに混ぜることでその固着力を補強できる化合物（ケイ酸塩、酸化アルミニウム、酸化カルシウム）を豊富に含んでいるからだ。

英政府はコーンウォール地方とイングランド北東部にリチウムの精錬拠点を建設する予定だ。私たちはそこで出る廃棄物をセメントの置換材にする研究を進めている。

この技術が確立されれば、セメントの使用量が減り、CO2排出量を最大50％削減できる。だが実用化には厳密な実証研究が必要だ。

目下、リチウム関連廃棄物をセメント置換材として使ったコンクリートのミクロ構造や化学的振る舞い、長期にわたる耐久性を検証中だ。

実験室でのテストから始めて本格的な実証試験が完了すれば、その名も「リチクリート」の実用化に王手がかかる。

コンクリートは住宅や橋などほぼあらゆる建造物の構造を支える資材で、その需要は今後も増加の一途をたどるだろう。

リチウム関連廃棄物などのセメント置換材を利用することで、コンクリート業界が削減できるCO2の排出量は、この業界が50年までにカーボンゼロを達成するのに必要な削減量の20%に相当する。

私たちはクリーンな技術は循環型でなければならないと考えている。リチウムなどの資源は余すところなく使い、再利用し、持続的に循環させる工夫が必要だ。

Mehdi Chougan, Research and Innovation Associate at the School of Engineering, Cardiff University and Riccardo Maddalena, Associate Professor in Civil Engineering, Cardiff University

This article is republished from The Conversation under a Creative Commons license. Read the original article.