Nuovi materiali magnetici per i motori elettrici

I magneti terrestri rari sono molti più forti di quelli in ferrite, offrendo pertanto prestazioni migliori per i motori più piccoli. Tuttavia, i magneti terrestri rari sono più cari poiché la maggior parte delle riserve è controllata dai mercati emergenti. Attualmente, l’UE affronta la forte concorrenza della Cina, che ha cominciato a sviluppare i suoi dispositivi oltre a esportare le materie prime.

Nel progetto NANOPYME (“Nanocrystalline permanent magnets based on hybrid metal-ferrites”), finanziato dall’UE, gli scienziati si stanno occupando del miglioramento delle proprietà magnetiche della ferrite sintetizzando nuovi nanocompositi ibridi basati sugli ossidi di metallo-ferrite e di metallo. NANOPYME combina le proprietà magnetiche complementari di entrambi i materiali per produrre magneti più forti.

I nuovi magneti saranno caratterizzati dal vantaggio di non essere sensibili all’esposizione all’aria, rispetto a quelli terrestri rari che devono essere ricoperti per evitare l’ossidazione rapida.

La competitività, la sicurezza, la riciclabilità e la produzione eco-efficiente saranno dei parametri importanti per scalare verso l’alto con successo la produzione dal laboratorio all’industria.

Per provare il potenziale dei materiali magnetici sviluppati di recente, NANOPYME progetterà e testerà un motore prototipo a grandezza naturale per una bicicletta elettrica, dotato di requisiti simili ai generatori delle turbine eoliche a trasmissione diretta. Il progetto svilupperà anche un protocollo per adattare le infrastrutture e le procedure usate nelle linee di fabbricazione esistenti per produrre magneti a base di ferrite a un costo minimo.

Attraverso le simulazioni al computer, gli scienziati hanno derivato il rapporto tra i parametri strutturali e magnetici dei nanocompositi. Tramite diversi metodi, i membri del progetto hanno sintetizzato nanoparticelle di cobalto-ferrite che hanno dimostrato proprietà magnetiche e microstrutturali straordinarie.

Un altro traguardio del progetto è stato quello di macinare la stronzio-ferrite nella polvere fine e omogenea per l’uso nei magneti. NANOPYME ha sviluppato un nuovo processo che consente il recupero e il miglioramento delle proprietà magnetiche originali della polvere di stronzio-ferrite iniziale.

Attraverso NANOPYME, Europa mobiliterà le sue risorse in maniera concertata per essere leader nello sviluppo di magneti permanenti privi di elementi terrestri rari. I metodi di lavorazione ecologici di NANOPYME ridurranno considerevolmente l’impatto ambientale della produzione di magneti permanenti.