Ahogy egyes cégek új (vagy legalábbis eddig figyelmen kívül hagyott) forrásokat keresnek a ritkaföldfém anyagok iránti növekvő kereslet kielégítésére, mások új eszközök felé fordulnak. Az Egyesült Királyság deep-tech cége, a Materials Nexus kedden bejelentette, hogy AI platformjának segítségével egy új, ritkaföldfém-mentes állandó mágnest tervezett. Állításuk szerint az AI által vezérelt felfedezési és fejlesztési folyamat 200-szor gyorsabb volt a manuális, erőforrás-igényes útnál, új reményt nyújtva egy elektromos világ számára, amely egyre nagyobb étvággyal rendelkezik az erős mágnesek iránt.


Ahogy a világ távolodik a belső égésű motoroktól és fokozatosan az elektromos mobilitás felé fordul, a kompakt, nagy teljesítményű motorok iránti kereslet gyorsan növekszik. Jelenleg a legnépszerűbb opció az autóiparban az állandó mágneses motor, amely a modern elektromos járművek több mint 80%-át hajtja.
A Materials Nexus becslései szerint az állandó mágnesek iránti kereslet 2030-ra tízszeresére nő, csak az elektromos járműiparban. És nem csak az elektromos autók és teherautók számára van szükség állandó mágneses motorokra; kereslet van rájuk sokféle alkalmazásban, beleértve a robotikát, drónokat, szélturbinákat és HVAC berendezéseket.


A probléma az, hogy a leghatalmasabb mágnesek és a leghatékonyabb, nagy teljesítménysűrűségű motorok előállításához használt ritkaföldfém anyagok - mint a neodímium és a diszprózium - káros bányászati folyamatokat és drága, energiaigényes feldolgozást igényelnek. A világ legnagyobb elektromos járműpiacával rendelkező Kína mind a bányászat, mind a ritkaföldfémek feldolgozása terén vezető szerepet tölt be, a világ ritkaföldfém-készleteinek akár 70%-át bányászva, miközben a feldolgozás közel 90%-át végzi. Ez szinte monopolisztikus irányítást biztosít az ország számára az alapvető anyagok felett, más piacokat ellátási zavaroknak és áringadozásoknak kitéve.



Az alternatívák keresése folyamatban van, és néhány autógyártó és beszállító kezd mágnes mentes motorokat fejleszteni és beépíteni. Mások, köztük a Tesla, ritkaföldfém-mentes állandó mágneses megoldásokkal kísérleteznek.
A ritkaföldfém-mentes mágnesek ígéretes megoldásnak tűnnek, de nehéz alakítani őket, és kevésbé erősek, mint a hagyományos ritkaföldfém mágnesek. A Niron Magnetics kifejlesztette a világ első nagy teljesítményű ritkaföldfém-mentes mágnesét, bőségesen elérhető vas és nitrogén keverékét használva, de több mint egy évtizede kutatják és fejlesztik, és még mindig nem áll készen a tömeggyártásra.
A Materials Nexus azt üzeni a világnak, hogy itt van, hogy segítsen. Úgy véli, hogy pontosan azt nyújtja, amire a modern és jövőbeli mágnesindítóknak szüksége van a ritkaföldfém-mentes mágneses anyagok azonosításához és fejlesztéséhez, és az AI helyettesítésével a hagyományos próbálgatásos módszerek helyett azt állítja, hogy százszor gyorsabban tudják ezt megtenni, mint ahogy eddig lehetséges volt. Azt állítják, hogy AI platformjuk néhány nap vagy hét alatt képes azonosítani a ritkaföldfém-mentes mágneses anyagokat, szemben az évek és évtizedek múltbeli időtartamaival.

Az AI segítségével a Materials Nexus már azonosított is egy ritkaföldfém-mentes állandó mágnest, amelyet MagNex-nek nevezett el. Az AI több mint 100 millió ritkaföldfém-mentes anyagösszetételt elemzett, figyelembe véve a költségeket, az ellátási lánc biztonságát, a teljesítményt és a környezeti hatásokat.
Miután az AI elvégezte a nehéz munkát, a Materials Nexus a Sheffieldi Egyetem Henry Royce Intézetének segítségével szintetizálta és tesztelte a MagNexet. Három hónap alatt a cég olyan munkát végzett el, ami korábban évekig tartott volna AI rendszerük nélkül.
Továbbá a Materials Nexus szerint a MagNex az elérhető ritkaföldfém mágnesek anyagköltségének 20%-án előállítható, 70%-kal csökkentve az anyag szén-dioxid kibocsátását.

"Nagy izgalommal tölt el minket, hogy az első kapcsolatunk a Materials Nexus-szal ilyen hatalmasan pozitív eredményt hozott," mondta Iain Todd professzor, a Sheffieldi Egyetem fém- és anyagfeldolgozási szakértője. "A Materials Nexus anyagfelfedezésre használt AI megközelítése és a Sheffieldi Henry Royce Intézetben található világklasszis létesítményeink lehetővé tették egy új mágneses anyag kifejlesztését lélegzetelállító sebességgel."
Bár egy vadonatúj ritkaföldfém-mentes mágnes komoly lendületet adott a heti bejelentésnek, messze nem ez az egyetlen lehetséges felhasználási mód a Materials Nexus AI számára. A cég szerint az AI hasznos lesz számos iparág számára, segítve az új technológiákat és a CO2e kibocsátás csökkentésére szolgáló következő generációs anyagok azonosítását és létrehozását. Terveik szerint ipari partnerekkel együttműködve felgyorsítják a gazdaságos és fenntartható következő generációs anyagok felfedezését.
"Platformunk már széleskörű érdeklődést keltett különféle termékek iránt, amelyek alkalmazási területei közé tartoznak a félvezetők, katalizátorok és bevonatok," mondta Dr. Jonathan Bean, a Materials Nexus vezérigazgatója. "Izgatottan várom, hogy lássam, milyen szerepet játszik majd a platform a piaci kereslet támogatásában az új anyagok létrehozásában, hogy segítsen kezelni a növekvő ellátási lánc és környezeti kihívásokat."


A Materials Nexus által kifejlesztett MagNex mágnes pontos mágneses tulajdonságaira vonatkozó részletek nem állnak teljes egészében rendelkezésre, azonban a fejlesztés során hangsúlyt fektettek a ritkaföldfém-mentes anyagok alkalmazására és a környezeti hatások csökkentésére. Az AI-alapú felfedezési folyamat több mint 100 millió anyagösszetételt vizsgált, figyelembe véve a költségeket, a teljesítményt és a környezeti hatásokat. A MagNex mágnesek költséghatékonyabbak és környezetbarátabbak a hagyományos ritkaföldfém mágneseknél​ (Materials Nexus)​​ (Materials Nexus)​​ (Startseite Fraunhofer-Gesellschaft)​.