Il Critical Materials Institute del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE) ha sviluppato un magnete permanente ad alte prestazioni traendo ispirazione da una fonte fuori dal mondo:le leghe di ferro-nichel nei meteoriti. Il magnete rivaleggia con i magneti "Alnico" ampiamente utilizzati in termini di forza magnetica e ha il potenziale per soddisfare una forte domanda di magneti privi di terre rare e cobalto nel mercato.

qui sulla terra, i magneti permanenti più potenti sono quelli contenenti l'elemento delle terre rare neodimio-magneti NdFeB. I successivi più forti sono Samario-Cobalto, o magneti SmCo. Prima che i magneti in terre rare fossero sviluppati negli anni '70, i magneti più potenti erano fatti di alluminio-nichel-cobalto, o Alnico, che sono ancora oggi ampiamente utilizzati in applicazioni che vanno dai motori elettrici all'elettronica di consumo.

Il problema con questi magneti permanenti artificiali forti ma terrestri è che contengono elementi critici:terre rare nel caso di NdFeB e SmCo, e cobalto nel caso di SmCo e Alnico, quelli che sono molto richiesti per molte tecnologie e per i quali i produttori pagano un premio per una fornitura a volte inaffidabile.

"Le leghe magnetiche ferro-nichel trovate nelle meteore sono terre rare e prive di cobalto, ma sono altamente ordinate e impiegano milioni di anni per produrre con mezzi naturali, " disse Vitalij Pecharsky, scienziato presso l'Ames Laboratory e CMI del DOE degli Stati Uniti. "La nostra squadra—Oleksandr Dolotko, Ihor Hlova, Shalabh Gupta, e Anis Biswas, hanno sviluppato un metodo per produrre le qualità magnetiche delle leghe ferro-nichel che già si comportano a livello di Alnico, ma in un modo molto più veloce."

Il metodo introduce un gran numero di difetti in una lega di ferro e nichel. Viene quindi posto in reazione con ammoniaca, che si traduce in un precursore chimicamente ordinato ferro-nichel-azoto, o FeNin. Il passaggio successivo estrae l'azoto dal materiale, senza disturbare l'ordine del ferro e del nichel rimanenti.

Pecharsky ha affermato che il processo dell'ammoniaca è scalabile e produce in modo affidabile il materiale precursore a circa il 98 percento. Il prodotto finale ha una densità di energia di 6 MG-Oe, che lo rende paragonabile ai magneti Alnico, e lo spazio per ulteriori miglioramenti è notevole.

"C'è una domanda di mercato per i magneti che colmano il divario nelle applicazioni tecniche tra la fascia più alta, magneti permanenti di terre rare più potenti, e opzioni a bassa resistenza, " ha detto Pecharsky. "Vediamo questo guadagnando ampia adozione in quello spazio magnete gap."

Il Critical Materials Institute è un centro di innovazione del dipartimento dell'energia guidato dal laboratorio Ames del dipartimento dell'energia degli Stati Uniti e supportato dall'ufficio di produzione avanzata dell'ufficio per l'efficienza energetica e le energie rinnovabili, che supporta la ricerca applicata in fase iniziale per far progredire l'innovazione nella produzione statunitense e promuovere la crescita economica americana e la sicurezza energetica. CMI cerca modi per eliminare e ridurre la dipendenza dai metalli delle terre rare e da altri materiali soggetti a interruzioni della catena di approvvigionamento.