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東レは2025年12月8日、使用済み車載用リチウムイオン電池からリチウムを高純度かつ高収率で回収できる高耐久・高選択ナノろ過（NF）膜エレメントを、実用サイズへスケールアップする技術を確立したと公表した。ブラックマスと呼ばれる電池粉砕物の硫酸浸出液に対応できる耐酸性と、95％以上とされる回収率を備えた新膜は、EVの普及で膨らむ使用済み電池の処理負担とレアメタル不足を同時に和らげる一手として、現場の期待を集めそうだ。
EV用電池リサイクル現場が期待する「薬品を減らす膜」
電気自動車や定置用蓄電池の導入が進む一方で、数年から10年前後で寿命を迎える車載電池の量も急増している。現行の湿式リサイクルでは、粉砕した電池を酸で溶かし、沈殿剤や溶媒を繰り返し投入してニッケルやコバルト、リチウムなどを順番に取り出すのが一般的だ。この方法は確立している半面、多種類の薬品を使うためコストがかさみ、排水やスラッジの処理も環境面の負担になりやすい。リサイクル事業者は、よりシンプルでエネルギー効率の高いプロセスを模索してきた。
東レのNF膜は、こうした浸出液を膜で仕切り、リチウムイオンを優先的に透過させつつ他の金属イオンを抑える「高選択性」を特徴とする。水処理用RO膜などで培った高分子設計と多孔質構造の制御技術を応用し、強い酸性条件でも性能が落ちにくい耐久性を確保したうえで、実際の設備に実装できるサイズへと大型化した点が今回のポイントだ。工程の一部を膜分離に置き換えれば、薬品投入回数や加熱工程を減らしつつ、リチウムを高純度でまとめて回収できる可能性があり、処理ライン全体の省エネとコスト圧縮につながるシナリオが見えてくる。
政策と他方式との競争が促す「水平リサイクル」への道
日本ではすでに資源有効利用促進法により、小型二次電池の製造・輸入事業者に回収とリサイクルが義務づけられ、使用済み電池を資源として循環させる仕組みづくりが進んでいる。EVの車載電池についても、自治体やメーカー主導の回収ルート整備が始まりつつあり、回収量の増加に見合う処理能力と高付加価値な再資源化技術の確保が課題だ。リチウムを高純度で取り出し、再び電池材料として使える形で市場に戻せれば、輸入資源への依存を減らしつつ、国内での付加価値創出にも結びつく。
一方、大学や他企業も膜分離や新プロセスによるリチウム回収技術を次々と打ち出している。東北大学の研究グループは、使用済みリチウムイオン電池の浸出液から、表面改質したNF膜を用いてリチウムを選択的に分離し、薬品をほとんど使わずに純度99％超の炭酸リチウムを得たと報告しており、学術面からも膜技術の有効性が示されつつある。東レのような素材メーカーがスケールアップ技術を磨き、政策側が回収義務と市場整備を進め、研究機関が新原理を提案する──こうした役割分担がかみ合ったとき、使用済み電池から次世代電池へと資源を循環させる「水平リサイクル」が現実味を帯びてくるとの見方も出ている。
