希土類元素(REE)またはレアアース

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希土類元素(REE)またはレアアースについて解説しています。(2023年5月9日公開、更新日は2023年5月10日。)

希土類元素(REE)またはレアアースとは、周期表にある17種類の金属元素の一群であることをお伝えします。スカンジウム(Sc)とイットリウム(Y)、そして15種類のランタノイドが含まれます: ランタン(La)、セリウム(Ce)、プラセオジム(Pr)、ネオジム(Nd)、プロメチウム(Pm)、サマリウム(Sm)、ユーロピウム(Eu)、ガドリニウム(Gd)、テルビウム(Tb)、ディスプロシウム(Dy)、ホルミウム(Ho)、エルビウム(Er)、トゥリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)およびルテチウム(Lu)。希土類元素は、その名前とは裏腹に、実は地殻中に比較的豊富に存在するが、一般的には低濃度で存在し、抽出が困難である。

希土類元素は、ユニークな物理的・化学的特性を持つため、さまざまな現代技術に不可欠な元素です。例えば、電気モーターや発電機の磁石、多くの電子機器の画面や部品の製造に使用されています。また、自動車用触媒コンバーターの製造や、鉄鋼などの合金の製造にも使用されています。

希土類元素の採掘と加工は、環境的にも社会的にも困難な場合があります。採掘や加工により、土壌や水質が汚染されたり、地域コミュニティが移転したりするケースもあります。新しい抽出技術やリサイクル技術の開発など、レアアースの持続可能性と責任ある調達を改善するための取り組みが続けられている。

■そもそも希土類元素が現代の技術に不可欠なのか?

希土類元素(REE)またはレアアースには、ネオジムとサマリウムを含む磁石に必要な希少金属が含まれています。具体的には、ネオジムとプラセオジムを含むNdFeB磁石(ネオジム磁石)や、サマリウムとコバルトを含むSmCo磁石(サマリウム磁石)に使用されます。なお、ネオジム (Nd) とサマリウム (Sm) の合金は、比較的高温に耐えることができる強力な磁石であり、さまざまな電子機器や防衛用途に最適であることが理由に挙げられる。

https://kleinmanenergy.upenn.edu/research/publications/rare-earth-elements-a-resource-constraint-of-the-energy-transition/)。

■レアアースを含まない代替材料を使用することはできないのか?

例えば、高強度磁石の製造では、既知の元素の中で最も高い磁気特性を持つネオジムやプラセオジムがよく使われます。サマリウムやコバルトなどの他の元素も磁石の製造に使用できますが、一般にネオジムやプラセオジムほど効果的ではありません。

同様に、LEDやLCDなど、ある種の照明やディスプレイの製造では、必要な蛍光体を製造するために、ユーロピウムやイットリウムなどの希土類元素が使用される。代替の蛍光体材料も存在しますが、希土類元素を含む蛍光体ほど効率的・効果的でない可能性がある。

全体として一部の用途では希土類元素の代替や代替材料の使用が可能かもしれませんが、すべてのケースで実現可能または実用的であるとは限らない。

■参考

・Importance of Rare Earth Elements (REEs) soars as Demand Increases(https://www.prnewswire.com/news-releases/importance-of-rare-earth-elements-rees-soars-as-demand-increases-301248259.html

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