电动汽车、风力涡轮机和高端电器往往依赖于含有“稀土”的永磁体。由于需求的增加,这些高性能磁铁的生产在未来可能会变得稀缺,科学家们正在研究新的解决方案来加速能源转型。特斯拉也宣布了放弃稀土金属的打算。
由稀土金属制成的强力磁铁用于驱动电动汽车的马达、风力涡轮机或真空吸尘器等各种电器。目前高端设备中使用的永磁体材料在未来几十年可能会变得稀缺,因为需求预计会增加。
突破研究所气候与能源小组的联合主任Seaver Wang说,到2050年,一些稀土化学元素的供应需要增加7倍才能满足风力涡轮机的需求。到2040年,电动汽车对钕和镝等稀土金属的需求可能会增长15倍。
与它们的名字相反,稀土元素并不那么稀有。但是,由于没有足够的生产地点,而且这些元素的浓度也不高,因此在几年内很难经济地开采它们。Niron Magnetics首席执行官Jonathan Rowntree表示:“世界需要一种不同的解决方案和不同的技术。”
另一种选择是氮化铁
例如,特斯拉在2023年宣布,它将在下一代电动汽车中停止使用稀土金属。总部位于明尼苏达州的初创公司Niron Magnetics正在建设一个氮化铁生产设施,以解决未来可能出现的短缺问题。氮化铁是从常见元素中提炼出来的。它的目标是到2024年底达到1000公斤的生产能力。
该公司还在努力最大限度地发挥这种材料的潜力。到目前为止,Niron的磁体只达到了10 MGOe。通过适当的优化,可以实现20到30 MGOe -理论上限甚至高于目前使用的钕磁铁。
此外,氮化铁磁铁不含钴。众所周知,钴矿开采会造成环境和人道主义问题(例如在刚果),并受到人权和环保组织的批评。因此,与其他替代解决方案一起,这种材料是应对气候变化的重要组成部分。
增加磁体和增加磁体供应对于实现能量转换至关重要。没有更多的磁铁,我们就无法达到我们的目标。
——Gregg Cremer,美国能源部ARPA-E项目顾问