私たちはリチウムイオンバッテリーを大量に作っている。本当に大量に。実際、そのサプライチェーンの経済性は非常に効率的で、たとえ明日誰かがより優れたバッテリーを発明しても、価格面で競争するのは難しいだろう。しかし、リチウム不足が起きたらどうなるか？それが状況を一変させる可能性のある唯一の要素だ。リチウムはどこにでもあるが、実際に採算が取れるリチウムは主に南米の塩湖にある。石から取り出すのは高コストでエネルギー集約的だった——今までは。

本日発行の『Science』に掲載された論文で、MITとボストン地域の数社のチームが、石からリチウムを抽出する新しい方法を考案した。この方法は、はるかに少ないエネルギーで済み、出発化学物質を再生し、さらに販売可能な副産物も生み出す。なぜリチウムだけを得るのか？酸化アルミニウムと二酸化ケイ素も得られるのに。まるで化学の食べ放題ビュッフェだ。

現在のスポジュメン（リチウム-アルミニウムケイ酸塩で最も豊富なリチウム鉱石）からのリチウム抽出方法は、鉱石を約1,000°Cで焙焼し、その後硫酸に浸す。これにより大量の廃棄物が残り、多くのエネルギーを消費する。新しいプロセスでは、フッ化アンモニウム（NH4F）を水に溶かし、心地よい70°Cに加熱する。これにより、リチウムにフッ素を供与するイオンが生成され、フッ化リチウムが形成される一方、ケイ素とアルミニウムは別の化合物を形成し、有用な材料に加工できる。

アルミニウムの経路では、300°C、次いで700°Cに加熱して酸化アルミニウム（アルミニウム金属の製造に使用）を生成し、フッ化水素とアンモニアを放出し、これらを再結合して元のフッ化アンモニウムを再生する。これは巧妙な化学リサイクルの技だが、フッ化水素は非常に危険であることに注意すべきだ。ケイ素の経路はより単純で、さらにアンモニアを加えて二酸化ケイ素を得る。これはコンクリートを強化できる。フッ化リチウムはそのままバッテリー電解質の製造に使うか、酸化リチウムに変換して他の用途に使用できる。

研究者らは計算を行った：従来の焙焼法ではリチウム1トンあたり約9,000ドル未満のコスト。新しいプロセスでは？約5,000ドル——安価な塩湖抽出に匹敵する。そしてアルミニウムとケイ素の副産物を販売すれば、さらに1,000ドル以上下がる。もちろん、実際の価格は変動し、プロセスを切り替えるには新しい設備が必要だ。しかし、バッテリーを作り続けることを止められない世界では、選択肢があるのは良いことだ。さらに、化学者が100年前の産業プロセスを再考するのを見るのはいつだって楽しい。