Forskere udvikler erstatning for sjældne jordarter i magneter
Forskere fra University of Cambridge har, i samarbejde med forskere fra Østrig, fundet en ny og effektiv måde at lave en erstatning for magneter af metallet tetrataenit, som dannes i meteoritter over millioner af år. Det fremgår af en videnskabelig artikel offentliggjort i tidsskriftet Advanced Science.
Der er blevet gjort mange forsøg på at lave syntetisk tetrataenit, men de har alle været upraktiske og har ikke været mulige at opskalere. Men det seneste forsøg ser anderledes overbevisende ud.
Læs også: Greentech: Disse grønne teknologier skal løse klimaproblemerne
Skaber syntetisk tetrataenit på sekunder
Når tetrataenit over flere millioner år dannes naturligt under nedkøling af meteoritter, arrangerer jern- og nikkelatomer sig i en særlig rækkefølge og danner en krystallinsk struktur. Med en fremstillingsproces er det dog lykkedes forskere fra University of Cambridge, Österreichische Akademie der Wissenschaften og Montanuniversität Leoben at danne samme metal med magnetiske egenskaber på blot sekunder.
Holdet af forskere undersøgte de mekaniske egenskaber for jern-nikkellegeringer, som indeholdt små mængder af fosfor – et element, som også forekommer naturligt i meteroitter. Ligesom i årringe i træer observerede forskerne såkaldte dendritter – et diffraktionsmønster – i legeringen. Det indikerede, at der var en form for ordnet atomstruktur.
Fosforen gør det ifølge forskerne muligt for jern- og nikkelatomerne at bevæge sig hurtigere og dermed danne den nødvendige stabling for at skabe magnetiske egenskaber uden at vente millioner af år. Ved det rette blandingsforhold lykkedes det forskerne at fremskynde processen med 11-15 gange.
“Det forbløffende var, at der ikke var behov for nogen særlig behandling: Vi smeltede bare legeringen, hældte den i en form, og så havde vi tetrataenit. Den tidligere opfattelse på området var, at man ikke kunne få tetrataenit, medmindre man gjorde noget ekstremt, for ellers skulle man vente millioner af år på, at det dannedes. Dette resultat repræsenterer en total ændring i den måde, vi tænker om dette materiale,” siger Lindsay Greer, der er professor ved Department of Materials Science & Metallurgy ved University of Cambridge.
Læs også: EU erstatter russisk energiafhængighed med afhængighed af solenergi fra Kina
Kina sidder i dag tungt på produktionen af sjældne jordarter
Opdagelsen af den effektive og billige fremstillingsproces, som nemt kan opskaleres, kan vise sig at have enorm betydning, særligt for den grønne omstilling.
Højtydende magneter er nemlig en teknologi, der er vigtig for at kunne reducere drivhusgasser. Magneter spiller nærmere bestemt en vigtig rolle i moderne vindmøller og i elmotorer til elbiler. I dag har Kina så godt som monopol på udvindingen af de vigtige metaller til brug i disse. I 2017 blev 81 procent af alle sjældne jordarter udvundet i Kina, og når det kommer til produktionen af vindmøller, er vesten også voldsomt afhængig af Kina.
Ved at bruge den nye teknologi kan magneterne fremstilles uden at forårsage store miljømæssige ødelæggelser forårsaget af de enorme mængder jord, der skal udgraves for at udvinde de sjældne metaller. Samtidig reduceres vestens afhængighed af Kina.
Forskerne skal nu fortsætte arbejdet med at undersøge, om det syntetiske tetrataenit egner sig til højtydende magneter. Det skal ske i samarbejde med førende producenter af magneter. Derudover har forskerne også søgt om at få patenteret teknologien.
Læs også: Nyheder om klima og grøn teknologi