บริษัททั่วโลกเร่งลดการพึ่งพาแร่หายาก ดันเทคโนโลยีทดแทนสู่เชิงพาณิชย์

• ห่วงโซ่อุปทานทั่วโลกกำลังเร่งลดการพึ่งพาแหล่งเดียวของแร่หายาก บริษัทสตาร์ทอัพในสหรัฐอเมริกา Niron Magnetics ได้บรรลุความก้าวหน้าทางการค้าโดยใช้เทคโนโลยีแม่เหล็กไนไตรด์เหล็กที่ไม่มีแร่หายาก โดยมีแผนที่จะเพิ่มกำลังการผลิตเป็น 1,500 ตันต่อปีภายในปี 2028
• ผู้จัดหาชิ้นส่วนยานยนต์ของเยอรมัน ZF ได้เปิดตัวมอเตอร์รถยนต์ไฟฟ้า I2SM ที่ไม่มีแม่เหล็ก โดยใช้เทคโนโลยีการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าแบบไร้สายเพื่อหลีกเลี่ยงความเสี่ยงในการจัดหาวัสดุสำคัญเช่นนีโอไดเมียม คาดว่าจะเข้าสู่ขั้นตอนการผลิตจำนวนมากในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า
• บริษัท Daido Steel ของญี่ปุ่นได้พัฒนาแม่เหล็กที่ไม่มีแร่หายากหนักสำเร็จ โดยใช้เทคโนโลยีการชุบแข็งอย่างรวดเร็วเพื่อรักษาโครงสร้างผลึก ปัจจุบันได้รวมเข้ากับบางรุ่นของรถยนต์ไฮบริดของ Honda เพื่อลดความเสี่ยงจากการหยุดชะงักของวัตถุดิบที่เกิดจากนโยบายภูมิรัฐศาสตร์ที่เข้มงวดขึ้นเมื่อเร็วๆ นี้

การปรับโครงสร้างห่วงโซ่อุปทานและการป้องกันภูมิรัฐศาสตร์

อุตสาหกรรมการผลิตทั่วโลกกำลังอยู่ในจุดเปลี่ยนทางประวัติศาสตร์ในการประเมินเส้นทางการพึ่งพาแร่ธาตุสำคัญใหม่ เมื่อการควบคุมการส่งออกทรัพยากรแร่หายากหลักจากประเทศผู้ผลิตหลักกลายเป็นเรื่องปกติ บริษัทปลายทางในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การทหาร เซมิคอนดักเตอร์ และยานยนต์ไฟฟ้ากำลังเผชิญกับความเปราะบางของห่วงโซ่อุปทานที่ชัดเจน ความขัดแย้งทางภูมิรัฐศาสตร์ที่เพิ่มขึ้นเมื่อเร็วๆ นี้ได้กระตุ้นการลงทุนในเทคโนโลยีทดแทนและกระบวนการวิจัยและพัฒนา บริษัทในยุโรป อเมริกา และญี่ปุ่นกำลังพยายามสร้างเครือข่ายการจัดหาที่มีความยืดหยุ่นในท้องถิ่นผ่านนวัตกรรมวัสดุและการปรับโครงสร้าง ในบริบทที่ความต้องการแม่เหล็กทั่วโลกคาดว่าจะเพิ่มขึ้นสามเท่าในทศวรรษหน้า หากแนวโน้มการทดแทนเทคโนโลยีนี้ยังคงลึกซึ้งขึ้น การกำหนดราคาของแร่หายากทั่วโลกและทิศทางการค้าอาจได้รับการปรับโครงสร้างใหม่อย่างมีนัยสำคัญ และตรรกะการกำหนดราคาในตลาดอาจเปลี่ยนแปลงไปอย่างรากฐาน

เทคโนโลยีไนไตรด์เหล็กบรรลุจุดวิกฤตทางการค้า

Niron Magnetics ในรัฐมินนิโซตาของสหรัฐอเมริกาได้เอาชนะข้อจำกัดทางกายภาพในการผลิตจำนวนมากของแม่เหล็กไนไตรด์เหล็กตั้งแต่ทศวรรษ 1950 โดยใช้เทคโนโลยีกระบวนการขั้นสูงของเซมิคอนดักเตอร์ บริษัทนี้ใช้เหล็กและไนโตรเจนที่มีอยู่มากในโลกเป็นองค์ประกอบพื้นฐาน โดยละทิ้งการพึ่งพาแร่หายากแบบดั้งเดิมอย่างสิ้นเชิง หลังจากได้รับการสนับสนุนทางการเงินในระยะแรกจากกระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกา กระบวนการทางการค้าได้เร่งขึ้นอย่างมาก ปัจจุบันโรงงานทดลองในมินนิอาโปลิสของบริษัทมีความสามารถในการผลิตหลายตันต่อปี และกำลังดำเนินการก่อสร้างสิ่งอำนวยความสะดวกขนาดใหญ่ในเมืองซาเทิล โดยมีเป้าหมายที่จะขยายกำลังการผลิตเป็น 1,500 ตันภายในปี 2028 มีรายงานว่าผู้ผลิตเครื่องเสียงระดับสูงในยุโรปจะนำผลิตภัณฑ์นี้มาใช้ในปีนี้ ซึ่งเป็นสัญญาณว่าแม่เหล็กที่ไม่มีแร่หายากได้เข้าสู่ตลาดผู้บริโภคปลายทางอย่างเป็นทางการ หากการตอบรับในช่วงแรกเป็นไปตามที่คาดหวัง อาจดึงดูดเงินทุนจากนักลงทุนเสี่ยงเข้ามาในเส้นทางย่อยนี้มากขึ้น

เทคโนโลยีการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าปรับโครงสร้างมอเตอร์ขับเคลื่อนใหม่

ZF ของเยอรมันได้เสนอวิธีแก้ปัญหาระดับระบบที่แตกต่างจากการทดแทนวัสดุในด้านระบบขับเคลื่อนของรถยนต์ไฟฟ้า บริษัทได้พัฒนามอเตอร์ I2SM ที่ละทิ้งแม่เหล็กถาวรที่พึ่งพาธาตุนีโอไดเมียม โดยหันไปใช้โครงสร้างการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าแบบไร้แปรง การใช้เทคโนโลยีการเหนี่ยวนำที่คล้ายกับการชาร์จแบบไร้สายในการส่งพลังงานไปยังโรเตอร์ ไม่เพียงแต่แก้ปัญหาข้อจำกัดทางกายภาพของแปรงถ่านกราไฟต์ขนาดใหญ่แบบดั้งเดิม แต่ยังลดน้ำหนักและแยกตัวออกจากห่วงโซ่อุปทานแร่หายากเดี่ยวอย่างมีนัยสำคัญ ตลาดคาดการณ์ว่ารุ่นรถยนต์ไฟฟ้าที่ติดตั้งมอเตอร์ที่มีการบูรณาการสูงและไม่มีแร่หายากนี้จะเข้าสู่ตลาดผู้บริโภคในช่วงหลายรอบผลิตภัณฑ์ในอนาคต ซึ่งจะช่วยลดความเสี่ยงจากความผันผวนของต้นทุนวัตถุดิบที่ผู้ผลิตรถยนต์ต้องเผชิญ และเปิดเส้นทางเทคโนโลยีใหม่สำหรับการลดต้นทุนการผลิตรถยนต์ไฟฟ้าในขนาดใหญ่

ทางเลือกแทนแร่หายากเบาช่วยบรรเทาการพึ่งพาอย่างสุดขั้ว

สำหรับคุณสมบัติทางกายภาพของแม่เหล็กนีโอไดเมียมที่สูญเสียแม่เหล็กในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง กระบวนการผลิตแบบดั้งเดิมพึ่งพาอย่างมากต่อธาตุแร่หายากหนักเช่นดิสโพรเซียมและเทอร์เบียม ซึ่งการขุดและการกลั่นของทรัพยากรเหล่านี้เกือบจะถูกควบคุมโดยประเทศเดียว วิศวกรของ Daido Steel ในญี่ปุ่นได้สร้างนวัตกรรมเทคโนโลยีการทำความเย็นแบบไดนามิก โดยการทำให้โลหะผสมเหลวเย็นตัวอย่างรวดเร็วบนแผ่นหมุนเย็นและบดละเอียด ทำให้สามารถรักษาโครงสร้างผลึกละเอียดในระดับจุลภาคได้สำเร็จ กระบวนการนี้ทำให้แม่เหล็กที่พึ่งพาแร่หายากเบาเพียงอย่างเดียวมีประสิทธิภาพเทียบเท่ากับแม่เหล็กถาวรมาตรฐาน เนื่องจากแร่หายากเบามีเงื่อนไขการขุดในขนาดใหญ่ในออสเตรเลียและที่อื่นๆ การบุกเบิกเทคโนโลยีนี้ได้ขยายช่องทางการจัดหาวัตถุดิบอย่างมีนัยสำคัญ ปัจจุบัน Honda ได้นำเทคโนโลยีนี้ไปใช้ในระบบขับเคลื่อนของรถยนต์ไฮบริด หากเทคโนโลยีนี้แพร่หลายในอุปกรณ์ MRI และเซมิคอนดักเตอร์ จะลดความเสี่ยงของอุตสาหกรรมปลายทางต่อแร่หายากหนักเฉพาะได้อย่างมาก