Зріст попиту на електромобілі та відновлювальні джерела енергії підвищив потребу в рідкоземельних металах, таких як неодим і диспрозій. Ці метали є необхідними для високопродуктивних компонентів, таких як постійні магнітні мотори, що знаходяться у приблизно 80% електромобілів. Однак дефіцит рідкоземельних металів становить значне виклик через обмежену наявність на Землі та зв’язані з видобутком та дорогою обробкою середовищеві ризики.
Розпізнавши критичний характер цієї проблеми, британська компанія під назвою Materials Nexus взяла на себе зобов’язання зменшити залежність від рідкоземельних металів. У значному прориві, за допомогою штучного інтелекту, компанія виявила магніт, що не потребує рідкоземельних металів. Процес нового розроблення, на думку повідомлення, виявився у 200 разів швидше порівняно з традиційними методами досліджень. До 2030 року попит на ці магніти прогнозується зрости у десять разів, не лише для електромобілів, але й для вітро-турбін, роботів і безпілотників.
Американська компанія Niron Magnetics вийшла на передову, випустивши перший на світі магніт із високою міцністю та відсутністю рідкоземельних металів після десятирічних досліджень. Хоча цей магніт ще не готовий до масового виробництва, Materials Nexus поставила новий стандарт, використовуючи штучний інтелект для ідентифікації потенційних альтернативних матеріалів всього за дні або тижні, процес, який раніше міг займати роки або навіть десятиліття.
У співпраці з інженерами з університету Шеффілд, теоретично розроблений матеріал був виготовлений і протестований, виявивши, що кінцевий продукт не лише ефективний, але й на 20% дешевший в матеріальному відношенні, ніж традиційні магніти. Крім того, його виробництво призводить до 70% менших викидів діоксиду вуглецю.
Домінування Китаю на ринку рідкоземельних металів здається ослабленим, оскільки Європа тепер виявила своє найбільш підтверджене джерело рідкоземельних металів в Норвегії, затемнивши подібне відкриття у Швеції з попереднього року. Цей розвиток може стати критично важливою точкою перелому для Норвегії та ширшої області.
Важливі питання та відповіді:
1. Що таке рідкоземельні метали і чому вони важливі в сучасних технологіях?
Рідкоземельні метали – це набір з 17 хімічних елементів, які мають унікальні магнітні, люмінесцентні та електрохімічні властивості, що робить їх критичними компонентами у виробництві високопродуктивних магнітів, а також у різних електронних і технологіях чистої енергії.
2. Як використання штучного інтелекту сприяє виявленню нових матеріалів для магнітів?
Алгоритми штучного інтелекту можуть швидко аналізувати величезні обсяги хімічних та матеріальних даних для прогнозування комбінацій елементів, які можуть створювати високопродуктивні магніти без рідкоземельних металів. Це значно прискорює дослідницький процес, скорочуючи час, необхідний для ідентифікації перспективних матеріалів з років на дні або тижні.
3. Які ключові виклики виникають при розробці магнітів без рідкоземельних металів?
Серед викликів – досягнення бажаної магнітної сили та довговічності, забезпечення ефективності за вартістю виробництва та масштабування виробництва для комерційного використання зі збереженням якості та продуктивності.
4. Чи існують суперечки, пов’язані з розробкою магнітів без рідкоземельних металів?
Основна суперечка полягає в боротьбі за ринкове перевагу, зокрема оскільки країни шукають зменшити залежність від імпорту рідкоземельних металів з Китаю. Існує також дискусія стосовно справжнього екологічного впливу нових матеріалів та технологій, незважаючи на їх проголошену “зелену” альтернативу.
Переваги та недоліки:
Переваги:
– Зменшення залежності: Відкриття нового магніту зменшує залежність від рідкоземельних металів, пом’якшуючи ризики, пов’язані з їхнім обмеженим постачанням та геополітичними питаннями.
– Екологічний вплив: Ці матеріали пов’язані з меншим засміченням навколишнього середовища під час видобутку та обробки порівняно з рідкоземельними металами.
– Зменшення витрат: Магніт, розроблений Materials Nexus та Університетом Шеффілд, на 20% дешевший за традиційні магніти, що може зробити електричні автомобілі та інші технології більш доступними.
Недоліки:
– Продуктивність: Хоча нові матеріали показують свої переваги, часто важко досягти продуктивності традиційних рідкоземельних магнітів за магнітною силою та стабільністю за температурою.
– Готовність технології: Масштабування виробництва та забезпечення того, що ці матеріали можуть бути надійно вироблені для широкого використання в промисловості, є суттєвим викликом.
Щоб дізнатися більше про Materials Nexus та їхню роботу з магнітами, ви можете відвідати їх основний ресурс. Будь ласка, переконайтеся в достовірності URL-адреси перш ніж ним користуватися:
Materials Nexus
Аналогічно, інформацію про американську компанію Niron Magnatics та їхні розробки в галузі магнітної технології можна подивитися на їхньому веб-сайті:
Niron Magnetics
Важливо зауважити, що екологічний вплив видобутку та обробки нових матеріалів має постійно оцінюватися для того, щоб гарантувати, що перехід від рідкоземельних металів дійсно призвести до більш сталого майбутнього.