一些實(shí)體正在尋找新的(或至少是被忽視的)來(lái)源,以滿足對(duì)稀土材料日益增長(zhǎng)的需求,而另一些實(shí)體則在尋找新的工具。英國(guó)深度技術(shù)公司 Materials Nexus 周二宣布,在其人工智能平臺(tái)的幫助下,該公司設(shè)計(jì)出了一種新型無(wú)稀土永磁體。該公司稱,人工智能驅(qū)動(dòng)的發(fā)現(xiàn)和開(kāi)發(fā)過(guò)程比資源密集型的人工路線快 200 倍,為對(duì)強(qiáng)力磁鐵需求日益增長(zhǎng)的電氣化世界帶來(lái)了新希望。
隨著全球逐漸摒棄內(nèi)燃機(jī),轉(zhuǎn)向電動(dòng)汽車,對(duì)緊湊型大功率電機(jī)的需求也在迅速增長(zhǎng)。目前,汽車行業(yè)中*受歡迎的是永磁電機(jī),80%以上的現(xiàn)代電動(dòng)汽車都使用這種電機(jī)。
據(jù) Materials Nexus 預(yù)計(jì),到 2030 年,僅電動(dòng)汽車行業(yè)對(duì)永磁體的需求就將增長(zhǎng)十倍。不僅是電動(dòng)汽車和卡車。
問(wèn)題是,用于制造*強(qiáng)大磁鐵和*高效、功率密度*大的電機(jī)的稀土材料(如釹和鏑)需要破壞性開(kāi)采和昂貴的能源密集型加工。中國(guó)擁有全球*大的電動(dòng)汽車市場(chǎng),已成為稀土開(kāi)采和加工領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者,從地下開(kāi)采出的稀土占全球總量的70%,加工量接近 90%。這使得中國(guó)對(duì)這些重要材料擁有類似壟斷的控制權(quán),從而使其他市場(chǎng)面臨供應(yīng)中斷和價(jià)格波動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。
人們開(kāi)始尋找替代品,一些汽車制造商和供應(yīng)商開(kāi)始開(kāi)發(fā)并采用無(wú)磁電機(jī)。包括特斯拉在內(nèi)的其他汽車制造商正在追求不使用稀土材料的永磁設(shè)計(jì)。
無(wú)稀土磁鐵聽(tīng)起來(lái)確實(shí)是一種令人感興趣的解決方案,但它們可能難以配制,而且功率不如傳統(tǒng)稀土磁鐵。Niron Magnetics 公司開(kāi)發(fā)出了所謂的世界上*種高性能無(wú)稀土磁體,它使用了大量可獲得的鐵和氮的混合物,但十多年來(lái),該公司一直在研究和開(kāi)發(fā)這種磁體,但仍未完全準(zhǔn)備好進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。
Materials Nexus 相信自己擁有當(dāng)代和未來(lái)的磁性初創(chuàng)企業(yè)所需要的識(shí)別和開(kāi)發(fā)不含稀土的磁性材料的能力,而且通過(guò)用人工智能取代老式的試錯(cuò)法,它相信這些初創(chuàng)企業(yè)能夠以比傳統(tǒng)方法快數(shù)百倍的速度完成這項(xiàng)工作。該公司表示,其人工智能平臺(tái)可以在幾天或幾周內(nèi)識(shí)別出不含稀土的磁性材料,而過(guò)去則需要數(shù)年甚至數(shù)十年的時(shí)間。
Materials Nexus 利用其人工智能平臺(tái)確定了一種無(wú)稀土永磁材料,并將其命名為 MagNex。在確定 MagNex 之前,人工智能分析了 1 億多種無(wú)稀土材料成分,并將成本、供應(yīng)鏈安全、性能和環(huán)境影響等變量考慮在內(nèi)。
在人工智能完成繁重的工作后,Materials Nexus 在謝菲爾德大學(xué)亨利-羅伊斯研究所的幫助下合成并測(cè)試了 MagNex。在三個(gè)月的時(shí)間里,該公司完成了人工智能系統(tǒng)之前需要數(shù)年才能完成的工作。此外,MagNex 的生產(chǎn)成本僅為現(xiàn)有稀土磁鐵的 20%,而材料碳排放量卻減少了 70%。
謝菲爾德大學(xué)冶金與材料加工系教授伊恩-托德(Iain Todd)說(shuō):"我們與 Materials Nexus 的*互動(dòng)就取得了如此積極的成果,這讓我們感到非常興奮。Materials Nexus 使用人工智能發(fā)現(xiàn)材料的方法與我們?cè)谥x菲爾德的亨利-羅伊斯研究所(Henry Royce Institute)擁有的制造先進(jìn)合金的*設(shè)施相結(jié)合,以驚人的速度開(kāi)發(fā)出了一種新型磁性材料"。
雖然全新的無(wú)稀土磁鐵為本周的公告增添了不少亮點(diǎn),但這遠(yuǎn)非 Material Nexus 的人工智能*可能的應(yīng)用案例。該公司表示,人工智能將適用于各行各業(yè),幫助識(shí)別和創(chuàng)造下一代*材料,推動(dòng)新技術(shù)和二氧化碳減排。該公司計(jì)劃與行業(yè)合作伙伴合作,加速發(fā)現(xiàn)可行、經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)的下一代材料。
Materials Nexus 首席執(zhí)行官 Jonathan Bean 博士表示:"我們的平臺(tái)已經(jīng)吸引了人們對(duì)各種產(chǎn)品的廣泛興趣,這些產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域包括半導(dǎo)體、催化劑和涂料。"我期待著看到它在支持市場(chǎng)需求,創(chuàng)造新型材料,幫助解決日益緊迫的供應(yīng)鏈和環(huán)境問(wèn)題方面所發(fā)揮的作用。"
我們也是如此。我們還期待看到 MagNex 成為永磁電機(jī)的一種可行的磁鐵替代品,無(wú)論是針對(duì)電動(dòng)汽車還是其他應(yīng)用,此類電機(jī)的需求量都將居高不下。