通用汽車未來的電動車引擎可將稀土磁貼換成更清潔與永續的氮化鐵材質
電動車固然具有一系列環保優勢,但也存在一些缺點,其中之一就是稀土材料(及其有害的開採)被用於製造大多數汽車級馬達固有的磁鐵。新的無磁鐵馬達設計是一種替代方案,但通用汽車正尋求明尼阿波利斯新創公司尼朗磁性材料公司(Niron Magnetics)的幫助,以另闢蹊徑。尼朗的”淨土”磁鐵是唯一能夠提供汽車級動力的無稀土永磁體,它依賴於更容易獲得且可持續的氮化鐵。
尼朗公司本月可謂風光無限。兩週前,它入選了《時代》周刊的”2023 年最佳發明”榜單,現在又與全球最大的汽車製造商之一建立了戰略合作夥伴關係。通用汽車於週三宣布了這項合作關係,並強調尼朗的磁鐵技術將成為其未來電動車產品組合的重要組成部分。
通用汽車不僅僅是一家希望為其不斷增長的全球電動車陣容提供更好的電機磁鐵技術的汽車製造商,它還是公認的釹永磁體的兩大原始發明者之一,而釹永磁體是當今許多汽車電機的基礎。另一位發明者是日本住友公司,該公司在20 世紀80 年代初完全獨立於通用汽車,採用不同的工藝開發了相同類型的磁鐵。
不幸的是,電機磁鐵中使用的釹和其他稀土礦物(包括铽、鏑和镨)有一些嚴重的缺點。它們主要來自中國,使其他國家受到不穩定的外國供應鏈和價格波動的影響,而且它們的開採和加工會留下嚴重的環境足跡。
尼朗公司的氮化鐵磁體技術最初由明尼蘇達大學開發,不需要稀土材料,被定位為更清潔、更經濟的替代品。原料鐵和氮都是常見元素,可以在北美和世界其他地區就地取材,不會造成環境破壞,也不會出現困擾稀土的供應鏈問題。
與目前的釹永磁電機相比,尼朗具有一些重大優勢圖/尼朗磁性公司(Niron Magnetics)
Niron Magnetics 成立於2014 年,旨在將氮化鐵磁技術商業化,該公司聲稱其”淨土磁鐵”是首款能夠提供汽車級功率的非稀土磁鐵,該公司正在努力完善擴大生產規模所需的製造工藝。
尼朗公司還聲稱,氮化鐵比稀土磁性材料具有更強的磁場,這為實現比目前的釹磁鐵馬達更輕、更小、更有效率的馬達鋪平了道路。如果屬實,這將使氮化鐵磁體與非稀土鐵氧體磁體區分開來,後者的磁場較弱,需要更大、更重的馬達設計。
一年前,即2022 年11 月,尼朗獲得了美國能源部高級研究計劃局-能源(ARPA-E)計劃提供的1750 萬美元資助。這筆資金專門用於推進商業合作和試生產計劃。
通用汽車計劃共同開發尼朗的磁鐵,並透過通用汽車創投公司(GM Ventures)的新創公司投資部門對該公司進行投資。
通用汽車創投公司總裁阿尼凡-庫默(Anirvan Coomer)表示:”我們相信,尼朗的獨特技術能在減少電動汽車電機中稀土礦方面發揮關鍵作用,並幫助我們進一步擴大北美電動車供應鏈的規模。我們通往全電動未來的道路不僅要靠我們自己的研發努力,還要靠投資我們四面牆之外的初創公司和成熟公司的下一代技術。”
尼朗相信其氮化鐵潔淨地球馬達將提供比傳統永磁馬達更小的封裝尼朗磁性公司
通用汽車的投資是尼朗公司週三宣布的3,300萬美元新資金的一部分,這筆資金來自Stellantis Ventures、明尼蘇達大學和Shakopee Mdewakanton社區等多個實體。該公司表示,將把這筆資金用於提高試生產能力、增加客戶原型設計項目以及支持關鍵市場的小規模產品運作。
除了通用汽車和Stellantis的新資金外,尼朗先前還獲得了沃爾沃汽車技術基金(Volvo Cars Tech Fund)的資助,從而獲得了三家全球汽車製造商的支持。除汽車領域外,尼朗的馬達還具有潛在的消費和工業應用,如音響揚聲器、電動工具、風力渦輪機、醫療設備、電梯、暖通空調系統等。