これまで、細菌の働きによって作られる食品についてはご存知の方も多いでしょうが、エジンバラ大学の研究者たちは、これらの微生物に新たな役割を与えようとしています。実際、最近の研究では、遺伝子操作された細菌が使用済みEVバッテリーからミネラルを回収できることが発見されました。この研究は、パートナーであるインダストリアル・バイオテクノロジー・イノベーション・センター（IBioIC）とバーミンガム大学のリチウムイオン電池の再利用とリサイクル（ReLiB）イニシアチブの支援を受けています。彼らは協力して、この技術を大規模に展開し、廃棄されたリチウムイオン電池から発生する膨大な廃棄物を削減することを目指しています。
エジンバラ大学のルイーズ・ホースフォール教授率いる持続可能なバイオテクノロジーの専門家チームは、興味深いコンセプトの研究に取り組んでいる。彼らは、バクテリアを利用してリチウムイオン電池から重要な金属化合物を抽出するバイオベースのリサイクルプロセスを開発することを目指している。コバルト、マンガン、ニッケル、リチウムといった貴重な元素を回収・精製することで、英国国内に充電式自動車用バッテリーの画期的なサプライチェーンを構築するという有望な機会が生まれる。
産業規模での生産を実現するため、産業バイオテクノロジーイノベーションセンター（IBioIC）がプロジェクトを支援している。より大型のバイオリアクターでのプロセス改善のため、IBioICはエジンバラにあるFlexBioセンターの設備を活用している。さらに、エジンバラ大学のゲノムファウンドリーが、細菌の慎重な選別と改変に利用され、大規模生産における効率性を確保している。
ファラデー研究所の資金援助を受けたリチウムイオン電池の再利用とリサイクル（ReLiB）イニシアチブは、バーミンガム大学が主導しています。このイニシアチブは、英国における電気化学エネルギー貯蔵科学、人材育成、市場分析、および初期段階の商業化を推進するための大規模な取り組みの一環です。最新の研究成果は、この取り組みに大きく貢献するものです。
エディンバラ大学の持続可能なバイオテクノロジー講座の教授であるホースフォール氏は、「電気自動車のバッテリーコストを削減し、性能を向上させるための取り組みについてはよく目にしますが、環境に優しい輸送手段の市場が拡大するにつれて、その技術がもはや使用に適さなくなった場合にどうなるのかについても考慮する必要があります」と述べています。
「このプロジェクトは、最先端の持続可能なバイオテクノロジーを活用して、その課題に取り組む方法を見つけ出し、ひいては、自動車生産の初期段階で業界に還元できる最も価値のある金属を抽出することを目的としています」とホースフォール教授は付け加えた。
教授は続けて、「エジンバラ・ゲノム・ファウンドリーによる最も優れた性能を持つ細菌の選別作業と、IBioICを通じて得られたスケールアップに関する専門知識を組み合わせることで、研究アイデアを産業的な現実へと転換させるという前向きな方向に向かっている」と述べた。
プロセス
自然な生物学的プロセスを再現するため、発酵槽を通してバクテリアをバッテリー浸出液に導入する。バッテリー浸出液とは、初期処理工程後に残る液体のことである。この技術により、バクテリアはナノサイズの金属粒子を生成し、残りの液体から容易に分離・ろ過できる沈殿物を形成する。研究チームは現在、日産リーフの中古EVバッテリーから抽出した材料を用いて試験を実施している。
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今の時代の必要性
バッテリーに使用される金属の埋蔵量と資源量が減少するにつれ、既存のバッテリーの中に相当量の原材料鉱物が埋蔵されていることが明らかになってきました。現在、EVバッテリーに使用される金属の大部分は輸入されています。しかし、遺伝子操作されたバクテリアが使用済みEVバッテリーから鉱物を回収できることが判明した今、代替リサイクル方法を開発することで、英国を拠点としたより持続可能な材料供給網を構築することが可能になります。
欧州自動車工業会（ACEA）の報告によると、2023年上半期において、電気自動車（EV）は新車市場全体の16.9%という大きなシェアを占めた。この成果により、英国はEV販売台数において欧州有数の国としての地位を確立した。
市場が拡大し続けるにつれて、サプライチェーンへの高まる圧力を軽減し、使用済みバッテリーの寿命が尽きたときに適切に廃棄するための効果的な取り組みを導入することが重要になります。
IBioICのビジネス連携担当ディレクターであるリズ・フレッチャー博士は、「このプロジェクトは、バイオテクノロジーが自動車や輸送といった日常的な製品やサービスをより持続可能なものにするためにどのように活用できるかを示す素晴らしい例です」と述べた。
「リチウムイオン電池が最終的に埋め立て地に捨てられるのを見たい人は誰もいません。そのため、それらを再利用・リサイクルするための様々な方法を模索することが重要です。ここで開発されている方法は二重の価値を持っています。石油化学製品を使用しない廃棄物処理方法であるだけでなく、希少金属のサプライチェーンの回復や将来の電池製造にも役立つ可能性があるのです」とフレッチャー博士は付け加えた。
