レアアース脱中国へ加速、代替磁石と新型モーター競争本格化

「習近平の手のひらで踊るのはもう御免だ」日米独が仕掛ける“レアアースなし磁石”の逆襲

中国が掌握したレアアース供給網への依存を減らそうとする日本・米国・ドイツ企業の代替技術競争が加速している。レアアースを使用しない磁石、磁石自体を排除した電気自動車モーター、中国が支配するジスプロシウムやテルビウムなどの重レアアースを除いた磁石が商用化の段階に入った。

米ウォール・ストリート・ジャーナル（WSJ）は2日（現地時間）、中国がレアアース供給網を圧力手段として使用する状況で、一部企業がレアアースの使用を減らすか代替する技術を開発していると報じた。レアアース磁石は戦闘機のエンジンや武器だけでなく、電気自動車、スマートフォン、ロボット、人工知能（AI）ハードウェアにも広く使用される。中国はレアアースの採掘だけでなく、精製・加工分野でも強い影響力を持っており、日本や米国、欧州企業には供給網リスクになってきた。

米ミネアポリスのスタートアップ「ナイロン・マグネティクス」はレアアースを使用しない磁石を開発している。同社の磁石は鉄と窒素を基本材料としている。鉄と窒素を結合した窒化鉄系磁石の可能性は1950年代から知られていたが、商業生産に必要な量を安定的に作ることが難しく、商用化が遅れていた。ミネソタ大学の科学者であるジェンピン・ワン氏が10年以上前に半導体製造技術を応用して突破口を開き、ナイロン・マグネティクスは2013年に米エネルギー省の支援を受けて設立された。

ナイロン・マグネティクスのジョナサン・ラウントリーCEOは「現代世界は磁石で回っている」と述べた。自動車1台には約75個、スマートフォン1台には約18個の磁石が使われている。ロボットとAIハードウェアが増えるにつれて、磁石の需要も急速に増加すると同社は説明する。

ただし、窒化鉄系磁石が既存のレアアース磁石と同等の性能を発揮できるかどうかについては、一部に懐疑的な見方も残っている。しかし、ナイロン・マグネティクスはミネアポリスのパイロット工場で年間数トン規模の磁石を生産しており、近郊のサーテルでは、より大規模な工場の建設にも着手している。同社は2028年まで年間1,500トンの生産を目指している。今年末には、欧州の高級スピーカー製造会社の製品にナイロンの磁石が初めて採用される予定だ。

一方、ドイツの自動車部品メーカー「ZFフリードリヒスハーフェン」はアプローチが異なる。レアアース磁石を代替するレベルを超え、磁石を全く使用しない電気自動車モーターを開発した。

一般的な電気自動車モーターはネオジムなどのレアアースで作られた永久磁石で回転子を回す。レアアース永久磁石の代わりに電気で電磁石を作って回転子を動かす方式もあるが、従来の方式はブラシが必要でモーターが大型化する可能性があるという欠点があった。

ZFはこの問題を解決するためにブラシをなくしたモーター「I2SM」を開発した。このモーターは携帯電話のワイヤレス充電のように電磁誘導方式で回転子に電気を供給する。ZFはこの技術で中国製レアアース磁石への依存を減らしながら、電気自動車モーターをより小型・軽量化できると説明した。

ZFの電動パワートレイン・テクノロジー研究開発責任者、オトマール・シャラー氏はこれを「供給網リスクを大幅に軽減する技術」と評価した。ZFは新車用の大量生産準備が整っていると明らかにし、業界のアナリストらは数年以内に電気自動車に搭載される可能性があると見ている。

日本の大同特殊鋼はレアアースを完全に排除するのではなく、中国依存度が特に高い重レアアースを除く方法に注力した。ネオジム磁石は自動車エンジンのような高温環境で磁性が弱くなる可能性があるが、これを防ぐためにジスプロシウムやテルビウムなどの重レアアースが添加される。

重レアアースは中国の支配力が特に強い分野だ。中国は2010年、日本との領有権問題の際にレアアース輸出を制限したことがある。WSJは中国が最近も高市早苗首相の台湾関連発言を問題視し、日本にレアアース供給の圧力をかけていると伝えた。

大同特殊鋼は2010年の衝撃以降、重レアアースなしで高性能磁石を作る方法を模索してきた。同社は液体状態の合金を冷却した回転ディスク上に注ぎ、これを急冷・粉砕して微細な結晶構造を維持する方法で磁石を製造している。大同特殊鋼はこの方法で重レアアースを使用せずに既存の永久磁石と同等の性能を発揮できると主張している。この磁石は半導体製造装置、磁気共鳴画像（MRI）装置、自動車のパワーステアリングや電動窓などに使用されており、ホンダは一部ハイブリッド車のモーターにこの磁石を採用している。

レアアースの代替技術が中国依存を短期間で解消できるわけではない。生産規模、性能の検証、価格競争力、完成車メーカーの採用可否がすべて残された課題だ。しかし、こうした企業の動きは、中国中心のレアアース供給網への依存を減らそうとする試みとみられる。WSJは電気自動車とAI、ロボット、先端武器の競争が激化するにつれて、レアアースを巡る供給網の安全保障競争もさらに激化すると予測している。