Los imanes permanentes desempeñan una función cada vez más importante en la tecnología moderna. Los motores de imanes permanentes transfieren energía al movimiento y accionan aparatos cotidianos como ordenadores, electrodomésticos y vehículos.
Los más usados para aplicaciones de alto rendimiento son los imanes compuestos por elementos de tierras raras (como los imanes NdFeB). Sin embargo, los procesos de minería, extracción y fabricación requieren mucha mano de obra, son costosos y perjudiciales para el medio ambiente.
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Los precios de estos recursos han sido históricamente volátiles debido a los problemas geopolíticos y de la cadena de suministro, y no han parado de subir en los últimos años.
Con el objetivo de encontrar una solución a este fenómeno, el fabricante de automóviles General Motors (GM) se ha asociado con la empresa estadounidense Niron Magnetics para impulsar el desarrollo de los imanes permanentes exentos de tierras raras que fabrica esta última.
El acuerdo pretende resolver los problemas más apremiantes asociados a las motos de imanes permanentes, como el aumento de los precios, la inestabilidad de la cadena de suministro, el impacto ambiental y los problemas de disponibilidad a largo plazo.
La alternativa de Niron se basa en un material abundante
Los imanes permanentes de los rotores de los motores de los vehículos eléctricos suelen fabricarse con minerales de tierras raras como el terbio, el disprosio, el praseodimio y el neodimio, que son caros y se fabrican casi exclusivamente en el extranjero, sobre todo en China.
A medida que crece el uso de vehículos eléctricos (VE), también aumentan los obstáculos. Se prevé que la creciente demanda de imanes para vehículos eléctricos, turbinas eólicas y otras aplicaciones provoque escasez en los próximos cinco años, lo que se traducirá en una fuerte competencia y precios aún más elevados.
La tecnología Clean Earth Magnet de Niron es una alternativa basada en el nitruro de hierro, un material abundante y barato que ofrece grandes posibilidades económicas para los futuros vehículos eléctricos.
Primer y único imán sin tierras raras en el mundo
La empresa ha desarrollado el “primer y único imán permanente del mundo con potencia de automoción que no contiene materiales críticos, como minerales de tierras raras o tierras raras pesadas”, según un comunicado de GM.
Niron afirma que sus imanes sin tierras raras tienen mayor magnetismo por naturaleza y pueden producirse a un costo reducido. El objetivo de la empresa es generar imanes de gran potencia utilizando materias primas de hierro y nitrógeno de fácil acceso que puedan suministrarse de forma global y sostenible mediante una tecnología propia y escalable.
Sus métodos implican el uso de “nanomateriales con métodos metalúrgicos maduros y bien entendidos para ofrecer imanes de alto rendimiento a mitad de coste”, dice el sitio web de Niron.
Asociación estratégica
La asociación con GM marcará un hito importante en el viaje de Niron, que comenzó en 2014. La empresa recibió una subvención de 17,5 millones de dólares del programa Advanced Research Projects Agency-Energy (ARPA-E) del Departamento de Energía de Estados Unidos en noviembre de 2022. Los fondos se están utilizando para avanzar en colaboraciones comerciales y programas de fabricación de prototipos.
Ahora, una financiación adicional de 33 millones de dólares, con nuevas inversiones de los principales fabricantes de automóviles GM Ventures y Stellantis Ventures, así como de anteriores inversores locales, ayudará a la empresa a hacer que su tecnología sea comercialmente viable y accesible.
GM espera que esta iniciativa contribuya a impulsar la misión de un futuro totalmente eléctrico, haciendo hincapié en la creación de una gama de vehículos eléctricos (VE) amplia y sostenible.
Estos imanes en los motores de los VE, un componente crucial de su plataforma Ultium, le ayudarán a ofrecer a los clientes una alternativa rentable y respetuosa con el medio ambiente a los materiales tradicionales.
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GM confía en que sea clave
El fabricante de automóviles espera que esta tecnología pueda “desempeñar un papel clave en la reducción de minerales de tierras raras de los motores de los vehículos eléctricos y ayudarnos a seguir ampliando nuestra cadena de suministro de este tipo de vehículos en Norteamérica”, declaró Anirvan Coomer, presidente de GM Ventures, en un comunicado.
Curiosamente, la inversión de GM Ventures en Niron’s Magnetics completa su larga historia de invención de imanes especializados. Hace unos 40 años, se atribuyó al equipo de I+D de GM el descubrimiento y la comercialización del primer material magnético permanente de tierras raras de alta potencia del mundo.
“El imán de tierras limpias de Niron podría ayudar a GM a fabricar vehículos eléctricos más asequibles para sus clientes a partir de materiales más abundantes”, afirma Coomer.
La asociación ayudará a Niron a ampliar su capacidad de producción piloto mediante la extensión del equipo y las instalaciones, lo que le permitirá ampliar los programas de prototipos de clientes y posibilitar la fabricación de productos a pequeña escala para importantes mercados de entrada, según la empresa.
La tecnología de Niron puede utilizarse en electrónica de consumo y tecnologías de audio, motores industriales, bombas, compresores, turbinas eólicas y otras aplicaciones, además de en automóviles.
Noticia tomada de: Interesting Engineering / Traducción libre del inglés por World Energy Trade
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