レアアース レアメタル 違いとバイクへの応用と分類

レアアースとレアメタルの違い

レアメタルの定義と分類

レアメタルの地政学
レアメタルは「地球上の存在量が稀であるか、技術的・経済的な理由で抽出困難な金属のうち、安定供給の確保が政策的に重要」と経済産業省により定義されています。現在31鉱種が指定されており、リチウム、ベリリウム、ホウ素、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、コバルト、ニッケルなど、工業製品の製造に不可欠な金属が含まれます。
参考）メッキライブラリ
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これらのレアメタルは、ベースメタル（鉄やアルミニウムなど大量生産される金属）や貴金属（金、銀、白金など8元素）と区別され、産出量が少なく需要に対して安定的な供給が難しいという特徴があります。特に自動車やIT機器など身近な製品の高機能化や小型軽量化に使用されており、現代産業において欠かせない存在となっています。
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レアアースの定義と元素構成

レアアースは希土類元素とも呼ばれ、スカンジウム、イットリウム、そしてランタンからルテチウムまでの15のランタノイド元素を含む17元素の総称です。これらはレアメタル31鉱種の中の1鉱種として分類されており、つまりレアアースはレアメタルの一部という包含関係にあります。
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レアアースは軽希土類（LREE）と重希土類（HREE）に大別されます。軽希土類にはランタン（La）、セリウム（Ce）、ネオジム（Nd）、プラセオジム（Pr）などが含まれ、重希土類にはディスプロシウム（Dy）、テルビウム（Tb）などが含まれます。これらの元素は少量の添加で製品の性能を飛躍的に向上させることから「産業のビタミン」とも呼ばれています。
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レアメタルとレアアースの用途の違い

レアメタルとレアアースは用途において明確な違いがあります。レアメタル全体では、リチウムやコバルト、ニッケルがリチウムイオン電池の電極材料として、タングステンが超硬合金工具として、白金族金属が自動車排ガス浄化触媒として使用されます。これらは電子機器やエネルギー関連技術、金属加工など幅広い分野で活用されています。
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一方レアアースは、ネオジムやジスプロシウムが強力な永久磁石（ネオジム磁石）の主成分として、セリウムがガラス研磨材や排ガス浄化触媒として、ランタンが光学レンズやニッケル水素電池に使用されます。特にレアアースは強力な磁石、発光材料、触媒という3つの主要用途で他の材料では代替が困難な特性を持っています。
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レアアース産出国と供給の偏り

レアアースの産出国は極めて偏っており、2023年の世界生産量の約67.8%を中国が占めています。2022年のデータでは中国が70%、米国が14%、オーストラリアが約10%のシェアとなっており、中国の圧倒的な独占状態が続いています。この供給の偏在性が世界的なリスク要因となっており、2011年の尖閣諸島近海での事件に端を発したレアアース輸出制限では、価格が暴騰し世界中に大きな影響を与えました。
参考）産業側から見たこれからの希少資源
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現在は中国以外での鉱山開発やリサイクル技術の向上により供給源の多角化が進められていますが、依然として中国依存度は高く、経済安全保障の観点から各国が対策を進めています。特にレアアースを使用した部品の供給停滞は、自動車メーカーの生産停止など産業全体に波及する重大な問題となっています。
参考）レアアース供給源多角化の進展状況｜JOGMEC金属資源情報
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バイクに使われるレアメタルとレアアースの実例

バイクにはレアメタルとレアアースの両方が重要な役割を果たしています。電動バイクの駆動用モーターには、ネオジム（Nd）やジスプロシウム（Dy）、テルビウム（Tb）などのレアアースを使用した永久磁石が採用されています。これらのレアアース磁石は一般的な磁石の約10倍の磁力を持ち、小型軽量で効率の高いモーターを実現しています。
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一方、排ガス浄化触媒には白金（Pt）、パラジウム（Pd）、ロジウム（Rh）といったレアメタルの貴金属が使用されています。三元触媒と呼ばれるこの装置では、白金が一酸化炭素（CO）や炭化水素（HC）の酸化を、ロジウムが窒素酸化物（NOx）の還元を、パラジウムが白金と同様の酸化反応を担当しています。さらに電動バイクのバッテリーには、リチウム、コバルト、ニッケルなどのレアメタルが使用されており、軽量かつ長寿命という特性から補機用バッテリーとしても採用が拡大しています。
参考）排ガス浄化触媒にも利用されている白金（Pt）は、貧血の医薬品…
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電動バイクのモーター技術とレアアース磁石の詳細
排ガス浄化触媒における白金の役割と化学反応
バイク用リチウムイオンバッテリーの特性と採用事例

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