2012.02.06

たとえば、携帯電話に使われるレアメタル・貴金属

  • 小さい携帯電話の中に、ギッシリと詰まった電子部品。
  • その電子部品になくてはならないのが、
    金などの貴金属、レアメタル、ベースメタル
  • じつは私たちの生活を豊かにしてくれる製品の中には、
    貴金属、レアメタルがたくさん使われています。

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2012.02.06
  • レアメタルとは、
    • 地球上において存在自体が希少であるか、
      原料から取り出すことが科学的にも経済的にも難しい
    • 金属元素(白金、パラジウム、コバルトなど30種余り)の総称
  • 特殊な性質をもつため、ごく微量混ぜると半導体や電池の性能が飛躍的に向上
  • 携帯電話、液晶テレビ、ハイブリッド車など、ハイテク関連機器には欠かせない存在
  • 全世界の30%近くが日本で消費されていますが、そのほとんどを輸入に頼る。
  • 我が国にとって、レアメタルの確保と安定供給は国家的にも急務になっている。


(クリックで拡大します)
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金鉱石(天然資源)に比べて、
携帯電話には20~30倍の金(1トン あたり 200~300g) が含まれています。

  • 使い終わった携帯電話などは、そのままでは“ただのゴミ(廃棄物)” です。
  • しかし、知恵を出せば、“宝の山”にもできます。

我が国の都 市 鉱 山 ( Urban Mining )

世界のレアメタル、貴金属、ベースメタルを集めて、日本は発展


我が国におけるレアメタルのリサイクル率

1年間の推定量
(2008年データ)
白金 パラジウム ロジウム インジウム レア
アース
国内市場
(t)・・・①
58 65 9 85 658 21610
現状のリサイクル量
(t) ・・・②
16 24 1 34 518 0
現状のリサイクル率
(%)・・・②/①
27 36 9 40 79 0
数値データ出典: 鉱物資源マテリアルフロー、(独)石油天然ガス・金属鉱物資源機構のホームページ
(http://www.jogmec.go.jp/mric_web/jouhou/material_flow_frame.html)
 
 ■国内の都市鉱山を掘り起こすためには、
希薄状態に在るレアメタル回収に適用できる “効率の良い、経済的な技術“
の確立 が必要である。
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2012.02.04

バイオ技術の特徴

  1. 環境調和性 (低エネルギー、低廃棄物発生)
  2. 選択性
  3. 経済性 (低エネルギー、化学物質の使用削減)
  4. 微生物固有の機能によるプラス効果
↓これら短所の克服が、実用化の鍵!
  1. 処理速度が遅い
  2. 適用可能な環境条件が制約

これまでの金属再生と小西研究室の提案

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溶液中のレアメタル(白金族金属、インジウム)を、
  • 室温で迅速(30分)に、
  • 液相からワンステップで、
  • 微生物細胞に分離・濃縮・粒子化
    (分離・濃縮 + 材料合成機能)


できるバイオ利用リサイクル技術
(バイオミネラリゼーション)の開発に挑戦

ナノサイズの白金粒子(黒い粒々)を作り出した細菌

パラジウム (II) イオンのバイオ還元・析出条件

Pd(II)イオンのバイオ還元・析出

~パラジウム粒子の性状評価 ~
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金属粒子の生成場

細胞表面のペリプラズム空間

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  • 微生物プロセスの長所(エネルギーや資源の投入量が少なく、必然的に副生する廃熱や廃棄物も少ない)を活かした“環境に配慮した低エネルギー型”
  • レアメタルをマイルドな環境下(室温、大気圧)で、速く処理できるバイオ技術
  • 溶液中のレアメタル(インジウム、白金族金属)の分離濃縮・粒子化までを、30分程度の短時間で完結できる迅速なバイオ技術
  • 「溶液からのレアメタルの分離・濃縮工程」 と 「無機ナノ粒子の調製工程」との統合型

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  • 環境バイオテクノロジーとしての期待
    • 従来のレアメタル回収技術に比べて、エネルギー使用量と物質消費量を、さらにCO2発生量までも大幅に削減できる。
  • ナノテクノロジーとしての期待
    • 単なるレアメタルの回収方法だけではなく、常温・常圧での無機ナノ粒子の新規調製法として展開できる。
  • 分散型社会でのレアメタルのリサイクルに貢献
    • コンパクトな本バイオ技術は、地域での都市鉱山の掘り起こしに適している。
    • 国内だけでなく、東アジア諸国でのレアメタル循環にも寄与する。
  • 世界に先駆けて、優れたレアメタル回収技術を開発
    • レアメタルの資源外交を優位に進め、国内産業の国際的
      競争力を維持・強化することにも繋がる。
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