社会にインパクトある研究

A. 持続可能環境の実現

成島　尚之（工学研究科）

資源が循環する社会の創造

わが国は資源に恵まれない。その中で、特にレアメタル（希少金属）は、材料特性を向上させ、デバイスの高性能化による省エネルギーにも役立つ有効な物質として注目を集めてきたが、わが国はその貴重な資源の確保に数々の深刻なリスクを抱えている。このリスク解消のためには、レアメタルの資源確保※1やレアメタルへの依存度を低減させる技術の開発※2が切望されているとともに、資源開発からリサイクルまでのマテリアルフローを考えたサプライチェーンの構築※3が課題となっている。一方、それらの技術の開発も専門分野ごとに研究が分断されており、研究者数の減少、異分野間の連携や情報交流の不足などの理由から、各分野のポテンシャルが発揮されにくい研究環境となっていることも深刻な問題である。

東北大学はこれまで、経産省/NEDOの「希少金属代替プロジェクト」、文科省の「元素戦略プロジェクト」など多くのレアメタル関連プロジェクトを主導し実績をあげてきた。また、自治体や産業界と連携し地域関連協議会を運営するとともに、日本の大学では唯一、放射性物質取扱施設を有している。

そこで東北大学は、まず、レアメタル資源確保のリスクの解消を目指して、これまでに培われた世界に誇る材料科学研究拠点としてのレアメタル研究に関する実績と最先端施設を活用し、レアメタル・グリーンイノベーション研究開発センター（RaMGI）が中核となって、分野融合型産官学共同研究を戦略的に展開する。これによって、レアメタルの資源確保とレアメタルへの依存度を低減させる技術を研究開発し、レアメタルの循環型サプライチェーン（供給網）の構築を可能にする。このサプライチェーンの構築は、関連基幹産業の発展や新規産業の創出を促し、経済安全保障の観点からも我が国の競争力を強化し、加えて、産業におけるエネルギーの有効利用を実現して、世界におけるグリーンイノベーションを加速するといった可能性を秘めている。さらに、これらレアメタル資源で得られた知見を、他の資源にも適用させることによって、資源が循環する持続可能な社会の実現に貢献する。

※1 レアメタルの資源確保には、原料となるレアメタル鉱石の確保とともに、鉱石から放射性物質などの不要物質を取り除いて必要なレアメタルを効率良く抽出する技術（一次資源の確保）と、レアメタルを用いた製品からレアメタルを効率良く回収する技術の開発（再生技術開発）などの研究が必要となる。 ※2 レアメタルへの依存度低減には、材料におけるレアメタルの使用量を低減させる技術、またはレアメタルに代替可能な材料の開発（低減・代替材料開発）、さらに開発された材料を用いた高性能または高効率なデバイスの開発（デバイス開発）などの研究が必要となる。 ※3 レアメタルの循環型サプライチェーン構築には、※1と※2で示した一次資源の確保、低減・代替材料開発、デバイス開発、再生技術開発の4分野間の有機的結合を図ることが必要となる。

プロジェクトの概要

社会的課題
資源循環は現代社会が抱える大きな課題の一つである。なかでもレアメタルは枯渇の可能性や不安定な供給など、資源確保に大きなリスクを抱えている。リスクを解消するためにはレアメタルの資源確保やレアメタルの依存度低減技術を開発すると同時に、資源開発からリサイクルをつなぐ循環型サプライチェーンを構築する必要がある。しかしながら、レアメタルの技術開発に関わる研究分野が分断されているなど難しい研究環境になっているため、循環型サプライチェーン全体を見渡して戦略的に研究を進めるには新たな研究体制の構築が必要である。
解決の方法
本プロジェクトでは、レアメタル・グリーンイノベーション研究開発センター（RaMGI）が中心となり、分野融合型産学官共同研究を戦略的に展開することで、資源確保と依存度低減に向けた技術開発を行い、循環型サプライチェーンの構築を目指す。さらにレアメタルで得られた技術や循環型サプライチェーン構築の知見を、他の資源にも展開し、資源循環型社会の実現に貢献する。
東北大学の強み
東北大学はレアメタル関連の多くの国家プロジェクトに参加し、研究開発を主導してきた。また、自治体や産業界との連携実績もある。さらに、日本の大学で唯一の放射性物質処理施設を持つなど、研究環境が整っている。
プロジェクトの効果
プロジェクトを通じて、レアメタル資源の確保とレアメタルへの依存度の低減を実現する。また、循環型サプライチェーンの構築により関連基幹産業の活性化と新規産業の創出を促し、グリーンイノベーションを加速する。また広い視野を持った研究者を輩出し、世界をリードする人材育成と資源外交にも貢献する。
組織体制
RaMGIが中心となってプロジェクトを推進する。資源循環に係る総合的な研究拠点としてコンソーシアムを形成し、行政や企業、地域、産学連携組織と連携して共同研究や交流を行い、社会実装、グローバル展開につなげる。