Eisennitrid-Magnete

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Experimentelle Bestätigung des (Technologie-)Konzepts auf Komponentenebene

Beschreibung

Aufgrund der steigenden Nachfrage nach batterieelektrischen Fahrzeugen (Battery Electric Vehicle, BEV) rückt die Verwendung von Seltenen Erden verstärkt in den Vordergrund. Zu den Metallen der Selten Erden zählen die chemischen Elemente der 3. Nebengruppe des Periodensystems, deren Verwendung für die Funktionsweise entsprechender Elektromotoren im Fahrzeug erforderlich ist. Beispielsweise basiert die Funktionsweise der Permanentmagnet-Synchronmaschine (PSM) auf ein stationäres Motor-Teil (Stator), dessen Metall-Spulen (typischerweise Kupfer) mit elektrischem Strom gespeist werden, um ein Magnetfeld zu erzeugen. Dieses Feld sorgt dann für die Bewegung des sich rotierenden Motor-Teils (Rotor), auf dem sich die Metalle der Seltenen Erden befinden.

Analysen zufolge wurden im Jahr 2022 mehr als 80 % aller Fahrzeuge mit Elektromotoren auf der Basis von Seltenerd-Permanentmagneten betrieben. Das Angebot an Seltenen Erden wird maßgeblich durch China kontrolliert, was in den vergangenen Jahren zu erheblichen Preisschwankungen geführt hat und viele OEMs dazu veranlasst hat, den Gehalt an Seltenen Erden im Motor zu reduzieren. Passend dazu wird die Forschung an alternativen magnetischen Materialien vorangetrieben. Vielversprechend ist hierbei der Ansatz von sogenannten Eisennitrid-Magneten. Diese gelten als günstig und gut verfügbar.

Chancen
  • Roheisen und Stickstoff gelten als gut verfügbare Elemente, die in vielen Regionen der Welt lokal beschafft werden können.
  • Umweltschäden, die durch den Abbau und die Verarbeitung von Seltenerdmetallen verursacht werden, können verringert werden.
  • Eisennitrid ermöglicht ein stärkeres Magnetfeld und damit leichtere, kleinere und effizientere Elektromotoren
Herausforderungen
  • Eisennitrid-Magnete befinden sich noch in einem frühen Forschungsstadium. Viele der erhofften Vorteile und Potentiale müssen noch realisiert und ausgeschöpft werden.
Quellen:

Trend

[dazugehoerige-techprozesstrends]
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