Was genau sind die Supermagneten HyMag der Elektroautos?

HyMag-Supermagnete erhöhen die nutzbare magnetische Flussdichte eines Permanentmagneten deutlich um bis zu 30 % und bieten eine erhebliche Verbesserung der Energieeffizienz von Elektromotoren und Windkraftanlagen. HyMag-Supermagnete sind kostengünstiger und umweltfreundlicher und verbrauchen 60 bis 90 % weniger schwere Seltenerdmaterialien.

Die Technologie der HyMag-Supermagnete, die von Forschern des Argonne National Laboratory des U.S. Department of Energy entwickelt wurde, könnte praktisch jeder Technologie zugute kommen, die Strom aus Elektromotoren oder Generatoren bezieht.

Was sind die Vorteile dieser neuen HyMag-Supermagnet-Technologie?

• Vorrangig, zusätzliche Effizienz, was bedeutet, dass mehr Energie produziert wird oder weniger Verlust entsteht.

• Die Flussdichte wird besser ausgenutzt, eine der Eigenschaften von Permanentmagneten, die es uns ermöglicht, Energie zu erzeugen. Je höher also die Flussdichte, mit der Sie Energie erzeugen, desto mehr Energie wird hergestellt. In diesem Sinne ist, um mehr Effizienz zu erreichen, eine höhere Flussdichte erforderlich.

Herkömmliche Permanentmagnete aus Eisen, Niob und Bor wurden in den 90er Jahren industrialisiert, haben sich aber den Bemühungen zur Verbesserung ihrer Leistung widersetzt. Tatsächlich sind Permanentmagnete eine Klasse von Magneten, die ihre Fließ- und Magnetisierungslinien beibehalten, nachdem sie magnetisiert wurden, ähnlich wie eine Batterie mit elektrischen Ladungen.

Der Magnetfluss eines jeden Magneten weist eine geringere Leistung mit Abstand auf, was die Verwendung des Magnetflusses unzureichend macht. Andererseits wurden die Mikrostruktur, Zusammensetzung und Prozesse der bekannten magnetischen Materialien von den Forschern untersucht, so dass jeder einzelne zu einer kleinen Verbesserung des energetischen Produkts des Magneten führen konnte.

Diese neue HyMag-Supermagnettechnologie wurde durch die Verbesserung der Leistung des Permanentmagneten ermöglicht, indem Hybridschichten des Materials auf eine besondere Weise kombiniert werden, die Strömungsleckagen reduziert. Darüber hinaus können sie die Schichten für eine bestimmte Anwendung anpassen.

Welche Vorteile haben HyMag-Supermagnete für Elektroautos?

HyMag-Supermagnete sind ein innovatives Element für Elektroautos, weil beispielsweise die maximal zulässige Temperatur eines Motors bei etwa 150°C liegt. Bei Windkraftanlagen kann die maximale Temperatur jedoch bis zu 300°C betragen, was eine robustere (nicht entmagnetisierte) Magnetausführung bei höheren Temperaturen erfordert. Es gibt Materialien, die bei höheren Temperaturen tatsächlich besser funktionieren, wie es heute bei HyMag-Supermagneten der Fall ist.

Eine weitere attraktive Eigenschaft der HyMag-Supermagnete besteht darin, dass sie für bestimmte Anwendungen in ihrer Zusammensetzung bis zu 90 % weniger schwere Seltenerdelemente wie Dysprosium und Gadolinium, bezogen auf das Gewicht, benötigen als herkömmliche Magnete, die eine ähnliche Leistung aufweisen.

Diese meist aus China importierten Artikel sind knapp, teuer und schwer zu recyceln. Aber die Motoren von Elektro- und Hybridautos enthalten etwa ein Zehntel eines Kilogramms Dysprosium pro Motor.

HyMag-Supermagnete könnten insbesondere für eine gewichtssensible Anwendung, wie beispielsweise Windkraftanlagen, von Vorteil sein, da die erhöhte Effizienz der Technologie zu reduzierten Strukturen führen könnte. So würden beispielsweise stärkere Magnete die Menge an Trägermaterialien und tragenden Außengehäusen bei direkt angetriebenen Windkraftanlagen reduzieren. Die äußeren Abdeckungen machen mehr als die Hälfte des Gewichts eines 100 bis 130 Tonnen schweren Windturms aus. Kleinere Dächer könnten zu höheren Türmen ausgebaut werden, die den Turbinen den Zugang zu stärkeren Winden ermöglichen.

Bei IMA informieren wir Sie über neue Magnetismus-Technologien, wie z.B. HyMag-Superimane, und wenn Sie Fragen zu dem für Ihr Projekt benötigten Magneten haben, zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren.