Ilmuwan mencari inspirasi pada meteorit untuk mencapai magnet permanen bebas elemen kritis

Ilmuwan mencari inspirasi pada meteorit untuk mencapai magnet permanen bebas elemen kritis


Ilmuwan mencari inspirasi pada meteorit untuk mencapai magnet permanen bebas elemen kritis

  • Kredit: Departemen Energi AS, Laboratorium Ames

    Para ilmuwan mendapatkan inspirasi dari bahan paduan besi-nikel yang ditemukan di meteorit untuk mengembangkan magnet permanen bebas elemen kritis


Institut Bahan Kritis Departemen Energi AS (DOE) telah mengembangkan magnet permanen berbiaya rendah dan berkinerja tinggi dengan menarik inspirasi dari sumber luar dunia ini: paduan besi-nikel dalam meteorit. Pesaing magnetnya banyak menggunakan magnet “Alnico” dalam kekuatan magnetnya dan memiliki potensi untuk memenuhi permintaan yang kuat akan magnet rare-earth dan kobalt-free di pasar.

Di bumi ini, magnet permanen terkuat adalah magnet yang mengandung magnet neodymium – NdFeB elemen tanah jarang. Terkuat berikutnya adalah magnet Samarium-Cobalt, atau SmCo. Sebelum magnet rare-earth dikembangkan pada 1970-an, magnet terkuat dibuat dari aluminium-nikel-kobalt, atau Alnico, yang masih digunakan secara luas hingga saat ini dalam berbagai aplikasi mulai dari motor listrik hingga elektronik konsumen.

Masalah dengan magnet permanen buatan manusia yang kuat namun bersifat duniawi ini adalah bahwa magnet tersebut mengandung elemen kritis– logam tanah jarang dalam kasus NdFeB dan SmCo, dan kobalt dalam kasus SmCo dan Alnico– yang sangat diminati oleh banyak teknologi dan produsen yang membayar mahal untuk pasokan yang terkadang tidak dapat diandalkan.

“Paduan magnet besi-nikel yang ditemukan dalam meteor adalah logam tanah jarang dan bebas kobalt, tetapi sangat teratur dan membutuhkan jutaan tahun untuk diproduksi melalui cara alami,” kata Vitalij Pecharsky, ilmuwan di Laboratorium Ames dan CMI US DOE. “Tim kami – Oleksandr Dolotko, Ihor Hlova, Shalabh Gupta, dan Anis Biswas – mengembangkan metode untuk menghasilkan kualitas magnetis dari paduan besi-nikel yang telah bekerja pada tingkat Alnico, tetapi dengan cara yang jauh lebih cepat.”

Metode ini menyebabkan sejumlah besar cacat pada besi dan paduan nikel. Itu kemudian ditempatkan dalam reaksi dengan amonia, yang menghasilkan prekursor besi-nikel-nitrogen, atau FeNiN yang dipesan secara kimiawi. Langkah selanjutnya mengekstrak nitrogen dari material, tanpa mengganggu urutan sisa besi dan nikel.

Pecharsky mengatakan proses amonia dapat diukur dan dapat diandalkan menghasilkan bahan prekursor sekitar 98 persen. Produk akhir memiliki kepadatan energi 6 MG-Oe, yang membuatnya sebanding dengan magnet Alnico, dan ruang untuk peningkatan lebih lanjut sangat besar.

“Ada permintaan pasar untuk magnet yang mengisi celah dalam aplikasi teknis antara ujung yang lebih tinggi, magnet permanen logam tanah jarang terkuat, dan opsi kekuatan rendah,” kata Pecharsky. “Kami melihat adopsi ini semakin luas di ruang magnet celah itu.”

Itu Institut Bahan Kritis adalah Departemen Pusat Inovasi Energi yang dipimpin oleh Laboratorium Ames Departemen Energi AS dan didukung oleh Kantor Efisiensi Energi dan Kantor Manufaktur Tingkat Lanjut dari Energi Terbarukan, yang mendukung penelitian terapan tahap awal untuk memajukan inovasi dalam manufaktur AS dan mempromosikan produk Amerika. pertumbuhan ekonomi dan ketahanan energi. CMI mencari cara untuk menghilangkan dan mengurangi ketergantungan pada logam tanah jarang dan bahan lain yang dapat mengalami gangguan rantai pasokan.

Laboratorium Ames adalah laboratorium nasional Departemen Ilmu Energi AS yang dioperasikan oleh Iowa State University. Laboratorium Ames menciptakan bahan inovatif, teknologi dan solusi energi. Kami menggunakan keahlian kami, kemampuan unik, dan kolaborasi interdisipliner untuk memecahkan masalah global.

Kantor Sains DOE adalah pendukung terbesar penelitian dasar dalam ilmu fisika di Amerika Serikat, dan sedang berupaya untuk mengatasi beberapa tantangan paling mendesak di zaman kita. Untuk informasi lebih lanjut, silahkan kunjungi science.energy.gov.

Diposting Oleh : https://singaporeprize.co/

About the author