Skip to main content

GE Ontwikkeling van nieuwe magneten die de vraag naar zeldzame aardmetalen kunnen verminderen

Afbeelding © Peggy Greb via Wikimedia Commons

Energie-efficiënte technologieën zoals windturbines en elektrische automotoren zijn veel groenere keuzes dan hun traditionele tegenhangers, maar de krachtige magneten die essentieel zijn voor hun werking vereisen zeldzame aardmetalen die in het aanbod afnemen. Terwijl landen in Noord-Amerika, Australië en Zuidoost-Azië zich haasten om meer zeldzame aardmetalen in gebruik te nemen - een proces dat jaren kan duren - hebben General Electric-wetenschappers een nieuw soort nanocomposietmagneten gemaakt waarvoor minder zeldzame aarden nodig zouden zijn om hetzelfde te bereiken hoog magnetisme als magneten die momenteel op de markt zijn.

Afbeelding via Wikimedia Commons

Momenteel produceert China 95 procent van de verfijnde zeldzame aardelementen in de wereld en de vraag is snel aan het inhalen. De sterkste magneten vertrouwen op een legering van het zeldzame aardmetaalneodymium dat ijzer en boor bevat. Soms worden andere zeldzame aardmetalen, zoals dysprosium en terbium, aan deze magneten toegevoegd om hun eigenschappen te verbeteren. Leveringen van deze drie lopen gevaar vanwege de toenemende vraag en de mogelijkheid dat China de export beperkt.

Werken met een subsidie ​​van het ministerie van Energie, ontdekten GE-onderzoekers om het magnetisme in legeringen op te voeren, wat resulteerde in meer magnetische kracht per pond zeldzame aarden. Popular Science legt uit:

Deze nieuwe nanocomposietmagneten werken via uitwisselingskoppeling, een complexe fysieke eigenschap die kan worden aangewend in nanomaterialen om het magnetisme te vergroten. Het zit allemaal in de ordening van de nanodeeltjes; uitwisselingskoppeling komt niet voor in pure magnetische legeringen, maar gezien de juiste mix en rangschikking van nanodeeltjes van dezelfde metalen, kunnen onderzoekers dezelfde hoeveelheid magnetisme uit minder materiaal halen - ineens is minder meer.

De magneten hebben ook minder ijzer, kobalt en andere metalen nodig, wat resulteert in een eindproduct dat kleiner en lichter is dan alles wat we nu zien. GE hoopt binnen de komende twee jaar de nieuwe magneten te demonstreren, maar dat is misschien niet snel genoeg. De DOE-projecten die belangrijke ingrediënten bevatten, neodymiumoxide, zouden het aanbod tegen 2015 kunnen overtreffen. Gelukkig is GE niet het enige bedrijf dat de behoefte aan zeldzame aarden vermindert. Toyota is momenteel bezig met de ontwikkeling van een elektrische motor waarvoor minder zeldzame aardmetalen nodig zijn.

WAAROM DIT STAAT:

Het ontginnen, verfijnen en recyclen van zeldzame aardmetalen kan ernstige gevolgen voor het milieu hebben. Zeldzame aardeverwerking maakt gebruik van giftige chemicaliën, zuren, sulfaten en ammoniak, plus de verwerkingsinstallaties creëren vervuilde luchtemissies en afvalwater dat zuren en radioactieve materialen bevat. Door magneten te maken die minder zeldzame aardelementen nodig hebben, helpt GE de behoefte aan mijnen te elimineren, waardoor de totale milieu-impact van producten die zeldzame aardmetalen bevatten wordt verminderd.