この記事で分かること

レアアースの代替技術：セリウム

　2026年上半期（1〜6月）における日本のレアアース（希土類）輸入量は、中国による対日輸出規制導入前（2024年同期）の約2割にまで大きく落ち込んでいることが判明しました。

　EV（電気自動車）の駆動用モーターや半導体製造装置・材料に不可欠なレアアースの調達急減に対し、ベトナムや米国など中国以外からの代替調達や内製化が進んでおらず、サプライチェーンへの強い懸念が広まっています。

　第三国ルートの本格化など調達先の多角化を進めてるとともに、代替技術の実用化が強く望まれています。

　前回は二ヨウ化サマリウムの触媒が使用されるKagan還元に関する記事でしたが、今回はセリウムに関する記事となります。

セリウムにはどんな用途があるのか

　セリウム（Ce）は、レアアース（希土類元素）の中で最も地球上の存在量が多く、産業的にも極めて広く利用されている元素です。

　主に酸化物（酸化セリウム）や合金の形態で使われており、主な用途は以下の通りです。

1. ガラス・半導体の精密研磨剤（酸化セリウム）

　全用途の中で最も消費量が多い分野です。物理的な研磨だけでなく、ガラス（二酸化ケイ素）と化学反応を起こして表面を滑らかにする「化学機械研磨（CMP）」に優れています。

• 液晶ディスプレイ・タッチパネルのガラス研磨
• 半導体ウェハの平坦化処理
• カメラレンズ・ハードディスク用ガラス基板の仕上げ
• 自動車のガラスの傷消し・油膜除去剤

2. 自動車用排ガス浄化触媒（助触媒）

　自動車の三元触媒（プラチナやパラジウムなど）の性能を高める役割を果たします。

• 酸素ストレージ能（OSC）：セリウムは原子価（3価と4価）を容易に変えられるため、排ガス中の酸素濃度が高いときは吸収し、低いときは放出します。これにより触媒の反応効率を最適に保ちます。

3. ガラス添加剤（UVカット・消色）

　ガラスの光学的特性を調整・改善するために添加されます。

• 紫外線（UV）カットガラス：自動車のウィンドウや建材用ガラスに添加され、有害な紫外線を遮断します。
• ガラスの消色剤：ガラス原料に含まれる鉄分による不純物（緑色っぽさ）を無色化し、透明度を高めます。

4. 発火石（ライター・ファイヤースターター）

　鉄との合金であるフェロセリウム（ミッシュメタル）は、摩擦や衝撃で強力な火花を発生させる性質を持ちます。

• 使い捨てライターの発火石
• アウトドア用ファイヤースターター

5. その他の先進技術分野

• LED用蛍光体：白色LEDの黄緑色蛍光体（YAGペロブスカイトなど）の添加物（賦活剤）として、色再現性を高めます。
• 固体酸化物形燃料電池（SOFC）：電解質材料（セリア系電解質）として利用が進んでいます。

セリウムの代替、レアアースフリー化は必要か

　セリウムの代替や「レアアースフリー化」の必要性は、「短期・中期的な必要性は低いが、長期的なサプライチェーンリスク回避やコスト削減の観点では研究が進められている」という状況です。

1. 供給面：セリウム自体の「危機感」は低い

　レアアース全体（ネオジムやディスプロシウムなど）は地政学リスクや供給不足が叫ばれますが、セリウムの状況は大きく異なります。

• 埋蔵量・生産量が非常に豊富
  • セリウムはレアアースの中で最も産出量が多く、銅や鉛と同等以上に地球上に存在します。
• 「余剰（あまる）」リスクがある
  • EVモータなどに必要なネオジム等を鉱石から抽出・精錬する際、副産物として大量のセリウムが同時に採れてしまいます。そのため、世界的にセリウムは「供給過多で価格が安い」状態が続いています。

2. 用途別の「代替ニーズ」の違い

研磨剤（液晶・半導体ガラス）

• 必要性：中
• 現状： シリカ（二酸化ケイ素）やアルミナなどの代替品は存在しますが、セリウム特有の「化学作用を伴う極めて高い研磨効率・平坦性」には及びません。セリウム自体が安価なため、無理に代替品へ全面移行する動機は薄いですが、特定工程でのシリカ利用（CMP研磨の低コスト化）などは使い分けられています。

排ガス浄化触媒（自動車）

• 必要性：低～中
• 現状： セリウムの「酸素ストレージ能（3価と4価を行き来する能力）」が優秀すぎるため、完全な代替は困難です。ただし、セリウムの使用量を極限まで減らす技術（ジルコニウム等との複合酸化物化）や、EV化に伴う内燃機関自体の減少によって、需要構造自体が変化しつつあります。

3. それでも「フリー化・減量」が研究される理由

1. 脱中国依存（サプライチェーンの確保）
   • セリウム自体の資源量は豊富ですが、精錬・加工工程の大部分を中国が握っている点（地政学的リスク）は他のレアアースと同じです。
2. 「バランス問題」の解消
   • 鉱石から特定の元素だけを採ることはできません。セリウム以外の特定レアアース需要が跳ね上がった際、セリウムだけが極端に余る（あるいは精錬ラインの停止で一時的に滞る）といった需給ギャップを防ぐため、他材料での代替技術を持っておくリスクヘッジが行われています。

　セリウムは価格が安く性能も圧倒的であるため、ネオジム磁石のような「今すぐ脱レアアースしなければ危険」という急務ではありません。

　しかし、特定国への精錬依存リスクを避けるための「減量技術（セリウム使用量の節約）」や「他素材への選択肢づくり」は着実に進められています。

セリウムの埋蔵量の多い国や地域はどこか

　セリウムは独立した鉱物としてではなく、他のレアアースとともに「軽レアアース型鉱石」に多く含まれて産出されます。そのため、セリウムの埋蔵量の偏りは、レアアース全体の埋蔵量（特に軽レアアースを多く含む鉱床）とほぼ一致します。

1. 主な埋蔵国

• 中国（圧倒的世界1位）
  • 内モンゴル自治区（白雲鄂博／バヤンオボ鉱山）： 世界最大規模の軽レアアース鉱床であり、セリウムの主要供給源であるバストネス石・モナズ石を豊富に産出します。
  • 山東省や四川省などにも大規模な軽レアアース鉱床が存在します。
• ブラジル
  • モナズ石を含む鉱砂などを中心に、世界第2位規模のレアアース埋蔵量を誇ります。
• アメリカ
  • カリフォルニア州（マウンテンパス鉱山）： 軽レアアースに特化したバストネス石鉱床として有名で、セリウムが非常に豊富に含まれています。
• オーストラリア
  • 西オーストラリア州（マウント・ウェルド鉱山）： 高品位な軽レアアース（セリウム、ランタン、ネオジムなど）を多く埋蔵しています。
• インド・ベトナム・ロシアなど
  • インドの海岸沿いにある鉱砂（モナズ石）や、ベトナム・ロシアの鉱脈にも多くの埋蔵が確認されています。

2. セリウムを含む代表的な鉱物

　セリウムは以下の鉱物に特に多く（含有成分の約半分程度）含まれています。

• バストネス石（Bastnäsite）： 中国（バヤンオボ）や米国（マウンテンパス）の主原料。
• モナズ石（Monazite）： オーストラリアやブラジル、インドの鉱砂などに多く含まれる。