- Die globale Lieferkette beschleunigt die Abkopplung von der Abhängigkeit von seltenen Erden aus einer einzigen Quelle. Das US-Startup Niron Magnetics hat durch die Technologie der eisenbasierten Magneten ohne seltene Erden einen kommerziellen Durchbruch erzielt und plant, bis 2028 eine Jahreskapazität von 1500 Tonnen zu erreichen.
- Der deutsche Automobilzulieferer ZF hat den magnetfreien I2SM-Elektromotor vorgestellt, der durch drahtlose elektromagnetische Induktionstechnologie das Risiko der Versorgung mit kritischen Mineralien wie Neodym umgeht. Es wird erwartet, dass er in den nächsten Jahren in die Massenproduktion geht.
- Der japanische Stahlhersteller Daido Steel hat erfolgreich einen Magneten ohne schwere seltene Erden entwickelt, der durch eine schnelle Abschreckungstechnologie die Kristallstruktur fixiert. Dieser Magnet wird bereits in einigen Hybridfahrzeugen von Honda integriert, um die Bedrohung durch Rohstoffunterbrechungen aufgrund geopolitischer Spannungen zu mindern.
Rekonstruktion der Lieferkette und geopolitische Absicherung
Die globale Fertigungsindustrie befindet sich an einem historischen Wendepunkt der Neubewertung der Abhängigkeit von kritischen Mineralien. Da die Hauptexportländer zunehmend Exportkontrollen für Kernressourcen seltener Erden einführen, stehen nachgelagerte Endunternehmen in Bereichen wie Rüstungsindustrie, Halbleiter und Elektrofahrzeuge vor erheblichen Lieferkettenanfälligkeiten. Die jüngsten geopolitischen Spannungen haben die Kapitalausgaben und Forschungsprozesse für alternative Technologien weiter beschleunigt. Unternehmen in Europa, den USA und Japan versuchen durch Materialinnovationen und strukturelle Rekonstruktionen, ein widerstandsfähiges lokales Liefernetzwerk aufzubauen, während die weltweite Nachfrage nach Magneten in den nächsten zehn Jahren voraussichtlich um das Dreifache steigen wird. Sollte sich der Trend zur Technologietransformation weiter vertiefen, könnte die globale Preisgestaltung und Handelsrichtung seltener Erden eine strukturelle Umgestaltung erfahren, was zu einem grundlegenden Wandel der Marktpreislogik führen könnte.
Durchbruch der Eisen-Nitrid-Technologie an der Kommerzialisierungsschwelle
Niron Magnetics in Minnesota, USA, hat durch fortschrittliche Halbleiterfertigungstechnologien die physikalischen Produktionsbarrieren von eisenbasierten Magneten seit den 1950er Jahren erfolgreich überwunden. Das Unternehmen nutzt die reichlich vorhandenen Elemente Eisen und Stickstoff als Basiselemente und verzichtet vollständig auf die traditionelle Abhängigkeit von seltenen Erden. Nach der Unterstützung durch frühe Finanzierungen des US-Energieministeriums hat sich der Kommerzialisierungsprozess erheblich beschleunigt. Derzeit verfügt das Unternehmen in seiner Pilotanlage in Minneapolis über eine Jahreskapazität von mehreren Tonnen und baut in Sartell eine große Anlage, um die Kapazität bis 2028 auf 1500 Tonnen zu erweitern. Berichten zufolge wird ein europäischer Hersteller von High-End-Audiosystemen dieses Produkt in diesem Jahr erstmals einführen, was den offiziellen Eintritt von Magneten ohne seltene Erden in den Endverbrauchermarkt markiert. Sollte die anfängliche Resonanz den Erwartungen entsprechen, könnte dies mehr Risikokapital in diesen Nischenmarkt ziehen.
Elektromagnetische Induktionstechnologie gestaltet Motorarchitektur neu
ZF aus Deutschland bietet im Bereich der Antriebsstränge für Elektrofahrzeuge eine systemische Lösung, die sich von Materialsubstitution unterscheidet. Der von ZF entwickelte I2SM-Motor verzichtet auf Permanentmagnete, die auf Neodym basieren, und setzt auf eine bürstenlose elektromagnetische Induktionsarchitektur. Durch eine induktive Technologie, ähnlich dem drahtlosen Laden, wird Strom auf den Rotor übertragen, was nicht nur die physischen Einschränkungen der großen Kohlebürsten überwindet, sondern auch das Gewicht reduziert und die Abhängigkeit von einer einzigen Lieferkette für seltene Erden effektiv löst. Der Markt erwartet, dass Elektrofahrzeugmodelle mit diesen hochintegrierten, magnetfreien Motoren in den nächsten Produktzyklen auf den Verbrauchermarkt kommen werden, was das Risiko von Rohstoffpreisschwankungen für Fahrzeughersteller verringert und neue technologische Wege zur Kostensenkung bei der Skalierung von Elektrofahrzeugen bietet.
Leichte Seltene-Erden-Alternativen mildern extreme Abhängigkeit
Angesichts der physikalischen Eigenschaften von Neodym-Magneten, die bei hohen Temperaturen leicht ihre Magnetisierung verlieren, sind traditionelle Prozesse stark von schweren seltenen Erden wie Dysprosium und Terbium abhängig, deren Abbau und Raffinierung nahezu vollständig von einem einzigen Land dominiert werden. Ingenieure von Daido Steel in Japan haben durch innovative dynamische Kühltechnologien flüssige Legierungen auf rotierenden Kühlplatten schnell abgeschreckt und zerkleinert, um ihre feinkristalline Struktur auf mikroskopischer Ebene zu fixieren. Dieser Prozess ermöglicht es, dass Magneten, die nur auf leichte seltene Erden angewiesen sind, die Spezifikationen von Standard-Permanentmagneten erreichen. Da leichte seltene Erden in Ländern wie Australien in großem Maßstab abgebaut werden können, erweitert dieser technologische Durchbruch die Rohstoffbeschaffung erheblich. Honda hat diese Technologie bereits in den Antriebssystemen seiner Hybridfahrzeuge eingesetzt. Sollte sich diese Technologie in der Kernspintomographie und in Halbleitergeräten weit verbreiten, könnte dies das Risiko der Endindustrien gegenüber bestimmten schweren seltenen Erden erheblich reduzieren.
