Bessere Nutzung von Seltenen Erden

Rohstoffe für Elektromotoren

Seltene Erden – viel weniger wäre genug

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Neodym ist ein wichtiger Rohstoff – unter anderem für Elektromotoren. Dass man ihn sparsamer einsetzen könnte, hat das Fraunhofer-Leitprojekt gezeigt Bild: Zazen/Fotolia
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Elektromotoren | Am Beispiel von Elektromotoren zeigten Experten aus acht Fraunhofer-Instituten, dass sich der Bedarf an Seltenen Erden auf ein Fünftel des heutigen Wertes senken lässt.

Seltene Erden zählen als Bestandteil vieler Hightech-Produkte zu den strategisch wichtigsten Rohstoffen für die Industrie. Für einen effizienteren Einsatz haben acht Fraunhofer-Institute in einem nun abgeschlossenen Gemeinschaftsprojekt neue Lösungen entwickelt. Dazu gehören optimierte Fertigungsverfahren, Ansätze für Recycling und neue Materialien, die Seltene Erden ersetzen können. Am Beispiel von Elektromotoren zeigten die Fraunhofer-Experten, dass sich der Bedarf für die Rohstoffe auf ein Fünftel des heutigen Wertes senken lässt.

Das Projekt „Kritikalität Seltener Erden“ startete 2013. Auslöser für das Projekt war ein Preisschock: China, wo rund 90 % der Seltenen Erden für den Weltmarkt gefördert werden, verhängte damals einen Exportstopp, die Preise schnellten in die Höhe.

Das Material besser zu nutzen und eventuell Alternativen zu finden, vor allem für die Elemente Dysprosium und Neodym, war das Ziel des Projektes. Als Referenz wählte das Fraunhofer-Team zwei Elektromotoren, einen Kleinantrieb sowie einen Traktionsantrieb. Kombiniert man alle im Projekt entwickelten Möglichkeiten, Seltene Erden einzusparen oder zu ersetzen, lässt sich der Bedarf an Dysprosium und Neodym in diesen Motoren auf bis zu 20 % der ursprünglich benötigten Mengen senken.

Dafür wurden verschiedene technische Ansätze kombiniert, das Design von Elektromotoren und die spätere Wiederverwendung oder das Recycling von Seltenen Erden betrachtet. Die Forscher setzten auch bei Herstellprozessen von Magneten an und fanden Lösungen für weniger Ausschuss. Möglich wird das beispielsweise durch ein Spritzgussverfahren, bei dem das Magnetmaterial mit einem Kunststoff-Binder direkt in die gewünschte Form gebracht und gesintert wird.

Weltweit einzigartig ist das im Leitprojekt entwickelte Verfahren, Dysprosium durch eine Kombination aus Spark-Plasma-Sintering (SPS) und Heißpressen in Korngrenzenphasen einzubringen und so anisotrope Magnete für vielfältige Anwendungen bei Elektromotoren herzustellen.

Die Ergebnisse sollen mit Unternehmen in den Markt gebracht werden.

Mehr zum Projekt:
http://hier.pro/JwKkC

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