- Chuỗi cung ứng toàn cầu đang tăng tốc tách rời sự phụ thuộc vào nguồn cung cấp đất hiếm đơn lẻ. Công ty khởi nghiệp Niron Magnetics của Mỹ đã đạt được đột phá thương mại hóa thông qua công nghệ nam châm nitrua sắt không chứa đất hiếm, dự kiến đạt công suất 1.500 tấn vào năm 2028.
- Nhà cung cấp linh kiện ô tô Đức ZF đã giới thiệu động cơ xe điện I2SM không nam châm, sử dụng công nghệ cảm ứng điện từ không dây để tránh rủi ro cung cấp các khoáng chất quan trọng như neodymium, dự kiến sẽ bước vào giai đoạn sản xuất hàng loạt trong vài năm tới.
- Công ty thép đặc biệt Daido của Nhật Bản đã phát triển thành công nam châm không chứa đất hiếm nặng, sử dụng công nghệ làm nguội nhanh để cố định cấu trúc tinh thể, hiện đã được tích hợp vào một số mẫu xe hybrid của Honda, nhằm đối phó với mối đe dọa gián đoạn nguyên liệu do chính sách địa chính trị thắt chặt gần đây.
Tái cấu trúc chuỗi cung ứng và đối phó địa chính trị
Ngành sản xuất toàn cầu đang ở ngã rẽ lịch sử trong việc đánh giá lại con đường phụ thuộc vào khoáng sản quan trọng. Khi các quốc gia sản xuất chính áp đặt kiểm soát xuất khẩu tài nguyên đất hiếm cốt lõi trở thành bình thường, các doanh nghiệp đầu cuối trong các lĩnh vực như công nghiệp quốc phòng, bán dẫn và xe điện đang đối mặt với sự mong manh đáng kể của chuỗi cung ứng. Căng thẳng địa chính trị gần đây đã thúc đẩy chi tiêu vốn và quá trình nghiên cứu phát triển công nghệ thay thế. Các công ty ở châu Âu, Mỹ và Nhật Bản đang thông qua đổi mới vật liệu và tái cấu trúc để xây dựng mạng lưới cung ứng địa phương bền vững trong bối cảnh nhu cầu nam châm toàn cầu dự kiến tăng gấp ba lần trong thập kỷ tới. Nếu xu hướng thay thế công nghệ này tiếp tục sâu sắc, quyền định giá và dòng chảy thương mại đất hiếm toàn cầu có thể trải qua sự tái cấu trúc cơ bản, và logic định giá thị trường có thể thay đổi căn bản.
Công nghệ nitrua sắt đạt ngưỡng thương mại hóa
Niron Magnetics, có trụ sở tại Minnesota, Mỹ, đã vượt qua rào cản vật lý sản xuất hàng loạt nam châm nitrua sắt từ những năm 1950 thông qua công nghệ chế biến tiên tiến của bán dẫn. Công ty này sử dụng sắt và nitơ có độ phong phú cao trên Trái Đất làm nguyên tố cơ bản, hoàn toàn loại bỏ sự phụ thuộc vào đất hiếm truyền thống. Sau khi nhận được hỗ trợ tài chính ban đầu từ Bộ Năng lượng Mỹ, quá trình thương mại hóa của họ đã tăng tốc đáng kể. Hiện tại, nhà máy thử nghiệm của công ty tại Minneapolis đã có công suất hàng năm vài tấn và đang tiến hành xây dựng cơ sở lớn tại Sartell, với mục tiêu mở rộng công suất lên 1.500 tấn trước năm 2028. Được biết, một nhà sản xuất âm thanh cao cấp châu Âu sẽ tiên phong áp dụng sản phẩm này trong năm nay, đánh dấu sự gia nhập chính thức của nam châm không chứa đất hiếm vào thị trường tiêu dùng cuối cùng. Nếu phản hồi ban đầu đáp ứng kỳ vọng, có thể thu hút thêm nhiều vốn đầu tư mạo hiểm vào lĩnh vực này.
Công nghệ cảm ứng điện từ tái định hình cấu trúc động cơ
ZF của Đức đã cung cấp giải pháp cấp hệ thống khác biệt trong lĩnh vực hệ truyền động xe điện. Động cơ I2SM do công ty phát triển đã loại bỏ nam châm vĩnh cửu phụ thuộc vào neodymium, chuyển sang cấu trúc cảm ứng điện từ không chổi than. Thông qua công nghệ cảm ứng tương tự sạc không dây, điện năng được truyền tới rotor, không chỉ giải quyết hạn chế vật lý về kích thước lớn của chổi than carbon truyền thống mà còn giảm trọng lượng đồng thời thực hiện việc tách rời thực chất khỏi chuỗi cung ứng đất hiếm đơn lẻ. Thị trường dự kiến các mẫu xe điện trang bị động cơ không chứa đất hiếm, tích hợp cao này sẽ lần lượt ra mắt thị trường tiêu dùng trong các chu kỳ sản phẩm tới, từ đó giảm thiểu rủi ro biến động chi phí nguyên liệu cho các nhà sản xuất xe, cung cấp con đường kỹ thuật mới để giảm chi phí quy mô cho xe điện.
Giải pháp thay thế đất hiếm nhẹ giảm bớt phụ thuộc cực đoan
Đối với đặc tính vật lý dễ mất từ của nam châm neodymium trong môi trường hoạt động nhiệt độ cao, quy trình truyền thống phụ thuộc nhiều vào các nguyên tố đất hiếm nặng như dysprosium và terbium, mà việc khai thác và tinh chế gần như do một quốc gia duy nhất kiểm soát hoàn toàn. Các kỹ sư của Daido Steel Nhật Bản đã đổi mới công nghệ làm nguội động, làm nguội nhanh hợp kim lỏng trên đĩa làm nguội quay, thành công cố định cấu trúc tinh thể vi mô ở cấp độ vi mô. Quy trình này giúp nam châm chỉ phụ thuộc vào đất hiếm nhẹ đạt hiệu suất tiêu chuẩn của nam châm vĩnh cửu. Do đất hiếm nhẹ có điều kiện khai thác quy mô tại các nơi như Úc, đột phá công nghệ này đã mở rộng đáng kể kênh tiếp cận nguyên liệu. Hiện tại, Honda đã áp dụng công nghệ này vào hệ thống động lực của các mẫu xe hybrid. Nếu công nghệ này thâm nhập rộng rãi vào các thiết bị cộng hưởng từ hạt nhân và bán dẫn, sẽ giảm đáng kể rủi ro phụ thuộc vào đất hiếm nặng cụ thể của ngành công nghiệp cuối cùng.
