Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

Europejska produkcja bardziej ekologicznych magnesów

Magnesy trwałe stanowią istotne komponenty silników pojazdów elektrycznych i generatorów turbin wiatrowych. Przyjazne dla środowiska materiały magnetyczne zwiększą zrównoważoność i pozwolą uniezależnić Europę od zmiennego, globalnego łańcucha dostaw.
Europejska produkcja bardziej ekologicznych magnesów
Rynek energii odnawialnej kwitnie. Stosowane obecnie magnesy trwałe opierają się na pierwiastkach ziem rzadkich (neodymie) i ciężkich pierwiastkach ziem rzadkich (dysprozie i terbie), dostarczanych głównie przez Chiny, w celu zapewnienia ich wydajności w wysokich temperaturach. Jednocześnie, przy rosnącym zapotrzebowaniu na te pierwiastki, Chiny ograniczają ich eksport, aby zapewnić odpowiednią dostępność zasobów na potrzeby swojego rosnącego sektora zielonej energii.

W kontekście rosnących gwałtownie cen materiałów i utraty stabilności dostaw zainicjowano finansowany ze środków UE projekt ROMEO (Replacement and original magnet engineering options) w celu radykalnego zwiększenia ilości HRE oraz znalezienia alternatywy dla ciężkich pierwiastków ziem rzadkich stosowanych do produkcji magnesów trwałych. Naukowcy starali się udoskonalić właściwości magnesów trwałych opartych na pierwiastkach LRE i opracowali magnes całkowicie wolny od pierwiastków ziem rzadkich. Udoskonalenie koercji lub odporności na zmiany w namagnesowaniu zapewni wysoką wydajność przy temperaturach roboczych powyżej 100°C.

Konsorcjum ROMEO połączyło europejską doskonałość i fachową wiedzę ze wsparciem z Japonii i Stanów Zjednoczonych za pośrednictwem zespołu doradczego.

Dotychczasowe technologie używają około 10-11 wt % Dy, podczas gdy przy pomocy nowej techniki wystarczy użycie zaledwie 0,6 wt % Dy. Ta szesnastokrotnie mniejsza wartość oznacza radykalne obniżenie kosztów produkcji magnesów, które można oszacować na około 40% według cen surowców z 2015 r. Ponadto koercja magnesów wolnych od ciężkich pierwiastków ziem rzadkich została znacznie udoskonalona w porównaniu z poprzednimi wynikami. Naukowcy poszukiwali też najlepszego kompromisu pomiędzy właściwościami mechanicznymi i magnetycznymi.

Symulacje i wysokoprzepustowe metody badań przesiewowych służące do oceny struktur elektronicznych i właściwości magnetycznych rzuciły światło na materiały będące potencjalnymi kandydatami na nowe magnesy trwałe. Liczne badania formuł i technik przetwarzania proszków dały obiecujące wyniki.

Wybrano dziewięć nowych materiałów magnetycznych wolnych od pierwiastków ziem rzadkich w celu przeprowadzenia badań eksperymentalnych w procesie wysokoprzepustowych badań przesiewowych.

Zespół ocenił strategię produkcji, koncentrując się na produkcji wydajnej ekologicznie. Wśród analizowanych zagadnień znalazły się spiekanie i hutnictwo, produkcja magnesów wiązanych polimerami, przetwarzanie o dużej dokładności kształtu i recykling.

W ramach projektu ROMEO naukowcy podjęli się realizacji kluczowego zadania: opracowania materiałów wolnych od pierwiastków ziem rzadkich w celu zbudowania magnesów trwałych potrzebnych do produkcji pojazdów elektrycznych i turbin wiatrowych. Niezależna dostawa zrównoważonych materiałów i technologie produkcji bardziej przyjazne dla środowiska pomogą UE w zdobyciu przewagi na globalnym rynku energii odnawialnej.

Powiązane informacje

Słowa kluczowe

Magnesy trwałe, energia odnawialna, pierwiastki ziem rzadkich, koercja
Śledź nas na: RSS Facebook Twitter YouTube Zarządzany przez Urząd Publikacji UE W górę