Zeldzame aardmetalen schaars: nieuwe magneten voor EV's en windturbines versnellen energietransitie

Krachtige magneten van zeldzame aardmetalen worden gebruikt in motoren die elektrische auto's, windturbines of verschillende elektrische apparaten zoals stofzuigers. De permanente magneten die in de huidige hoogwaardige apparaten worden gebruikt, zijn gemaakt van materialen die de komende decennia schaars kunnen worden omdat de vraag naar verwachting zal toenemen.

Volgens Seaver Wang, mededirecteur van het klimaat- en energieteam van het Breakthrough Institute, moet de aanvoer van sommige zeldzame chemische aardelementen tegen 2050 verzevenvoudigd zijn om aan de vraag naar windturbines. De vraag naar zeldzame aardmetalen zoals neodymium en dysprosium voor elektrische voertuigen zou tegen 2040 wel eens 15 keer groter kunnen worden.

In tegenstelling tot hun naam zijn zeldzame aardelementen niet zo zeldzaam. Er zijn echter niet genoeg productielocaties en de elementen komen onder andere niet in hoge concentraties voor, waardoor het over een paar jaar moeilijk zou kunnen zijn om ze economisch te delven. Volgens Jonathan Rowntree, CEO van Niron Magnetics, "heeft de wereld een andere oplossing en een andere technologie nodig".

Het alternatief: ijzernitride

Teslakondigde bijvoorbeeld in 2023 aan dat het zou stoppen met het gebruik van zeldzame aardmetalen in zijn volgende generatie EV's. De in Minnesota gevestigde startup Niron Magnetics bouwt een productiefaciliteit voor ijzernitride, dat is afgeleid van gewone elementen, om mogelijke toekomstige tekorten aan te pakken. Het bedrijf streeft naar een productiecapaciteit van 1000 kilogram tegen het einde van 2024.

Het bedrijf werkt ook aan het maximaliseren van het potentieel van het materiaal. Tot nu toe hebben de magneten van Niron slechts 10 MGOe bereikt. Met de juiste optimalisatie kan 20 tot 30 MGOe worden bereikt - de theoretische bovengrens is zelfs hoger dan die van de neodymiummagneten die vandaag de dag worden gebruikt.

Bovendien bevatten ijzernitridemagneten geen kobalt. Van kobaltwinning is bekend dat het milieu- en humanitaire problemen veroorzaakt (bijv. in Congo) en wordt bekritiseerd door mensenrechten- en milieuorganisaties en milieuorganisaties. Het materiaal is daarom een belangrijk onderdeel van de strijd tegen klimaatverandering, samen met andere alternatieve oplossingen.

Meer magneten en een groter aanbod van magneten zijn van cruciaal belang om de energietransitie mogelijk te maken. Zonder meer magneten zullen we onze doelstellingen niet kunnen halen.

- Gregg Cremer, adviseur voor ARPA-E van het Amerikaanse Ministerie van Energie