人工智慧尋找新型無稀土磁鐵速度是人類的200倍
有些實體正在尋找新的(或至少是被忽視的)來源,以滿足對稀土材料日益增長的需求,而有些實體則在尋找新的工具。英國深度技術公司Materials Nexus 週二宣布,在其人工智慧平台的幫助下,該公司設計了一種新型無稀土永久磁鐵。該公司稱,人工智慧驅動的發現和開發過程比資源密集的人工路線快200 倍,為對強力磁鐵需求日益增長的電氣化世界帶來了新希望。
隨著全球逐漸拋棄內燃機,轉向電動車,對小型大功率馬達的需求也迅速成長。目前,汽車產業中最受歡迎的是永磁電機,80%以上的現代電動車都使用這種馬達。
根據Materials Nexus 預計,到2030 年,光是電動車產業對永久磁鐵的需求就將成長十倍。不僅是電動車和卡車。
問題是,用於製造最強大磁鐵和最高效、功率密度最大的馬達的稀土材料(如釹和鏑)需要破壞性開採和昂貴的能源密集型加工。中國擁有全球最大的電動車市場,已成為稀土開採和加工領域的領導者,從地下開採的稀土佔全球總量的70%,加工量接近90%。這使得中國對這些重要材料擁有類似壟斷的控制權,使其他市場面臨供應中斷和價格波動的風險。
人們開始尋找替代品,一些汽車製造商和供應商開始開發並採用無磁電機。包括特斯拉在內的其他汽車製造商正在追求不使用稀土材料的永磁設計。
無稀土磁鐵聽起來確實是一種令人感興趣的解決方案,但它們可能難以配製,而且功率不如傳統稀土磁鐵。 Niron Magnetics 公司開發了所謂的世界上第一個高性能無稀土磁體,它使用了大量可獲得的鐵和氮的混合物,但十多年來,該公司一直在研究和開發這種磁體,但仍未完全準備好進行大規模生產。
Materials Nexus 相信自己擁有當代和未來的磁性新創公司所需的識別和開發不含稀土的磁性材料的能力,而且透過用人工智慧取代老式的試錯法,它相信這些新創公司能夠以比傳統方法快數百倍的速度完成這項工作。該公司表示,其人工智慧平台可以在幾天或幾週內識別出不含稀土的磁性材料,而過去則需要數年甚至數十年的時間。
Materials Nexus 利用其人工智慧平台確定了一種無稀土永磁材料,並將其命名為MagNex。在確定MagNex 之前,人工智慧分析了1 億多種無稀土材料成分,並將成本、供應鏈安全、性能和環境影響等變數納入考量。
在人工智慧完成繁重的工作後,Materials Nexus 在謝菲爾德大學亨利-羅伊斯研究所的幫助下合成並測試了MagNex。在三個月的時間裡,該公司完成了人工智慧系統之前需要數年才能完成的工作。此外,MagNex 的生產成本僅為現有稀土磁鐵的20%,而材料碳排放量卻減少了70%。
謝菲爾德大學冶金與材料加工系教授伊恩-托德(Iain Todd)說:”我們與Materials Nexus 的首次互動就取得瞭如此積極的成果,這讓我們感到非常興奮。Materials Nexus 使用人工智慧發現材料的方法與我們在謝菲爾德的亨利-羅伊斯研究所(Henry Royce Institute)擁有的製造先進合金的世界級設施相結合,以驚人的速度開發了一種新型磁性材料”。
雖然全新的無稀土磁鐵為本週的公告增添了不少亮點,但這遠非Material Nexus 的人工智慧唯一可能的應用案例。該公司表示,人工智慧將適用於各行各業,協助識別和創造下一代尖端材料,推動新技術和二氧化碳減排。該公司計劃與行業合作夥伴合作,加速發現可行、經濟、可持續的下一代材料。
Materials Nexus 執行長Jonathan Bean 博士表示:”我們的平台已經吸引了人們對各種產品的廣泛興趣,這些產品的應用領域包括半導體、催化劑和塗料。」我期待看到它在支持市場需求,創造新型材料,幫助解決日益緊迫的供應鏈和環境問題方面所發揮的作用。 “
我們也是如此。我們也期待看到MagNex 成為永磁馬達的一種可行的磁鐵替代品,無論是針對電動車還是其他應用,此類馬達的需求量都將居高不下。