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稀土金属供不应求:用于电动汽车和风力涡轮机的新型磁铁将加速能源转型

氮化铁磁体--实现更可持续电动交通的希望灯塔(图片:Niron Magnetics)
氮化铁磁体--实现更可持续电动交通的希望灯塔(图片:Niron Magnetics)
电动汽车、风力涡轮机和高端电器通常依赖含有 "稀土 "的永久磁铁。由于需求不断增加,未来这些高性能磁铁的生产可能会变得稀缺,因此科学家们正在研究新的解决方案,以加快能源转型。特斯拉公司也宣布打算不再使用稀土金属。
E-Mobility Renewable Science

由稀土金属制成的强力磁铁被用于驱动电动汽车的电机中。 电动汽车风力涡轮机或各种电器,如 吸尘器.当今高端设备中使用的永久磁铁是由稀土材料制成的,随着需求的增加,这些材料在未来几十年内可能会变得稀缺。

根据突破研究所气候与能源团队联合主任 Seaver Wang 的说法,到 2050 年,一些稀土化学元素的供应量将需要增加七倍,才能满足以下需求 风力涡轮机.到 2040 年,电动汽车对钕和镝等稀土金属的需求将增加 15 倍。

与它们的名字相反,稀土元素并不稀有。然而,由于没有足够的生产基地,稀土元素的浓度也不高,因此在几年内很难经济地开采稀土元素。尼朗磁性公司首席执行官乔纳森-罗恩特里认为,"世界需要不同的解决方案和不同的技术"。

替代方案:氮化铁

特斯拉例如,在 2023 年宣布将停止在下一代电动汽车中使用稀土金属。总部位于明尼苏达州的初创公司 Niron Magnetics 正在建设氮化铁生产设施,以解决未来可能出现的短缺问题。该公司的目标是到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,尼龙公司的磁铁仅达到 10 兆焦耳。经过适当的优化,可以达到 20 到 30 兆焦耳--理论上限甚至高于目前使用的钕磁铁。

此外,氮化铁磁体不含钴。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),并受到了国际社会的批评。),并受到人权和环境组织的批评。和环保组织的批评。因此,这种材料与其他替代解决方案一样,是应对气候变化的重要组成部分。

增加磁铁和磁铁供应对于实现能源转型至关重要。没有更多的磁铁,我们就无法实现我们的目标。

- 美国能源部 ARPA-E 顾问 Gregg Cremer

图片尼朗磁性公司
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Nicole Dominikowski, 2024-02- 5 (Update: 2024-02- 5)