リチウム選択的回収技術の原理・優位性・応用可能性・技術動向・実用化展望

リチウムはEV用途を中心に需要が急拡大しており、その採取・精製技術の高度化は、資源偏在が著しい現状において世界的な技術課題となっている。現行の工業的リチウム採取技術 (塩湖かん水蒸発法・鉱石採掘法等) はいずれも大規模設備・長期工程・環境負荷の面で課題を抱えており、より効率的・選択的な分離技術の開発が求められている。 　本講演では、こうした技術的背景と課題を俯瞰的に整理した上で、次世代技術として注目される固体電解質 (LLTO) を用いた電気透析法によるリチウム選択的回収技術の原理・特徴・性能指標・応用可能性を解説する。あわせて、弘前大学リチウム資源総合研究機構における研究成果および実用化を担うリキューブ株式会社 (Liqube Inc.) の取り組みを、同技術の具体的な実装事例として紹介する。

1. リチウム資源の用途と市場動向
   1. リチウムイオン電池市場の拡大と用途展開
   2. 蓄電池の新たな活用と市場拡大
   3. 核融合発電におけるリチウム需要
2. リチウム資源供給の現状と課題
   1. リチウム資源の偏在とサプライチェーンリスク
   2. リチウム市場・需給動向
3. 世界のリチウム資源政策
   1. 資源消費国における政策動向
      • 米国IRA
      • EU CRMA
      • 欧州電池規則
      • 日本の資源確保政策
   2. 資源生産国の政策・戦略
      • 豪州
      • チリ
      • アルゼンチン
      • 中国
4. 天然リチウム採取技術
   1. 塩湖かん水・鉱石からのリチウム採取技術
      • 塩湖蒸発法
      • 鉱石採掘法 等
   2. DLE (Direct Lithium Extraction:直接リチウム抽出法) と産業動向
   3. 各技術の比較と課題
5. リチウムリサイクル技術
   1. リチウムイオン電池リサイクル市場
      • 市場規模予測
      • 正極材料構成の変化
   2. リサイクル工程と回収技術
      1. 廃リチウムイオン電池 (LIBs) からの資源リサイクルの課題
      2. 資源回収工程、工程ごとのコスト比率
      3. 各種リサイクル技術比較
         • 化学的方法
         • イオン交換
         • 膜分離等
   3. リサイクル技術の現状と課題
      • 経済性
      • 技術課題
      • 今後の展望
6. 高速リチウム回収のための2電源3電極式電気透析技術
   1. 電気透析法によるリチウム回収技術
      1. 弘前大学の電気透析 (電気化学ポンピング) による回収
         • 高純度Li回収
         • Li同位体濃縮
      2. 電気透析法によるLi採取/回収原理
      3. LLTO電解質隔膜を用いた電気透析リチウム採取/回収
   2. 電気透析におけるLi移動メカニズム
      1. 反応と熱力学
      2. 電気化学的挙動とLi移動速度制御
      3. 従来型電気透析法の課題
   3. 2電源3電極式電気透析法 (弘前大学方式 [高速電気透析]) と実用化検討
      1. 特徴とセル構造
      2. エネルギー消費と経済性
      3. 反応機構と等価回路
7. まとめ
• 質疑応答