科學家可望生產宇宙礦物來取代工業磁鐵中的稀土

2022年10月24日09:42:18 科學 1774


馬薩諸塞州的美國東北大學的工程師已經為一種加速生產四烯酸鹽礦物的工藝申請了專利,這種礦物的磁性使其成為取代稀土製成的磁鐵的主要候選者。

四烯酸鹽在自然界中是找不到的——至少在地球上是找不到的。它只在隕石中發現。這意味著製造宇宙礦物需要操縱其鐵和鎳成分的原子結構,將它們排列成類似於四烯石的晶體結構,從而加速我們星球上需要數百萬年的自然過程。

參與這項研究的研究人員之一勞拉·劉易斯(Laura Lewis)在一份媒體聲明中說「鐵和鎳原子必須重新排列自己。大自然會這樣做,但這需要數百萬年才能做到,因此,如果我們能夠在與工業相關的時間尺度上做到這一點,我們將為永磁體產品組合增加一個很好的新成員。

劉易斯認為,將稀缺材料與磁鐵生產脫鉤不僅提供了急需的供應鏈救濟 ——根本沒有足夠的磁鐵來滿足世界的能源需求——而且它將有助於緩解美國對進口稀土的依賴。

中國控制著全球近80%的稀土供應,而到2027年,全球對稀土磁鐵的需求預計將達到370億美元。中國一直在使用稀土來滿足其綠色革命的環保需求。

然而,在劉易斯看來,擁有單一的稀土來源也會帶來一些問題:這不僅僅是稀缺性,還因為處理從地球出來的礦石所需的方法可能會對環境有害 。

發現大自然的規則

稀土具有廣泛的現代工業的應用價值,工業永磁體用於將機械能轉移到電能。依賴磁通量的技術包括電動汽車風力渦輪機、計算機硬碟驅動器、揚聲器和軍用雷達,以及其他設備和應用。當你把這些東西拆開,你就會發現稀土材料無處不在。

因此,她和她的團隊的任務是「發現創造由非關鍵元素組成的競爭性磁性材料的自然規律」。

劉易斯也是代表美國國家標準協會在國際標準組織的兩個美國技術諮詢小組的代表。她參與的顧問團專註於管理關鍵元素的供應鏈,這些元素不僅與稀土有關,還與鋰等用於家庭和工業技術的材料有關。

劉易斯表示她一直在與中國、日本、韓國、澳大利亞和歐洲的同行會面,研究如何改善這些供應鏈。


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從事「宇宙稀土」研究的勞拉·劉易斯(Laura Lewis)從事教授

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