Η AI επιταχύνει δραματικά την ανάπτυξη μαγνήτη χωρίς σπάνιες γαίες για κινητήρες ηλεκτρικών οχημάτων και όχι μόνο

Καθώς ορισμένες οντότητες εντοπίζουν νέες (ή τουλάχιστον παραγνωρισμένες) πηγές για να καλύψουν την αυξανόμενη ζήτηση για υλικά σπάνιων γαιών, άλλες αναζητούν νέα εργαλεία. Η βρετανική εταιρεία τεχνολογίας Materials Nexus ανακοίνωσε ότι σχεδίασε έναν νέο μόνιμο μαγνήτη χωρίς σπάνιες γαίες με τη βοήθεια της πλατφόρμας Τεχνητής Νοημοσύνης που διαθέτει. Όπως αναφέρει, η διαδικασία ανακάλυψης και ανάπτυξης με βάση την AI ήταν 200 φορές ταχύτερη από την απαιτητική σε πόρους κλασική διαδρομή, φέρνοντας νέες ελπίδες σε έναν κόσμο με αυξανόμενη ανάγκη για ισχυρούς μαγνήτες.

Με τον κόσμο να απομακρύνεται από τις μηχανές εσωτερικής καύσης και να υιοθετεί σταδιακά την ηλεκτρική κινητικότητα, η ζήτηση για συμπαγείς κινητήρες υψηλής ισχύος αυξάνεται ραγδαία. Μακράν η πιο δημοφιλής επιλογή στην αυτοκινητοβιομηχανία αυτή τη στιγμή είναι ο κινητήρας μόνιμου μαγνήτη, ο οποίος τροφοδοτεί πάνω από το 80% των σύγχρονων ηλεκτρικών οχημάτων. Η Materials Nexus εκτιμά ότι η ζήτηση για μόνιμους μαγνήτες θα δεκαπλασιαστεί μέχρι το 2030, μόνο στη βιομηχανία των ηλεκτρικών οχημάτων. Και δεν πρόκειται μόνο για ηλεκτρικά αυτοκίνητα και φορτηγά. Οι κινητήρες μόνιμων μαγνητών έχουν ζήτηση για πολλές εφαρμογές, όπως η ρομποτική, τα drones, οι ανεμογεννήτριες και ο εξοπλισμός κλιματισμού.

Το πρόβλημα είναι ότι τα υλικά σπάνιων γαιών που χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία των πιο ισχυρών μαγνητών και των πιο αποδοτικών, πυκνών σε ισχύ κινητήρων – υλικά όπως το νεοδύμιο και το δυσπρόσιο – απαιτούν περιβαλλοντικά επιβλαβή εξόρυξη και δαπανηρή, ενεργοβόρα επεξεργασία. Με τη μεγαλύτερη παγκοσμίως αγορά ηλεκτρικών οχημάτων, η Κίνα έχει αναδειχθεί σε ηγέτη τόσο στην εξόρυξη όσο και στην επεξεργασία σπάνιων γαιών, αντλώντας το 70% των σπάνιων γαιών του κόσμου από το έδαφος, ενώ επεξεργάζεται το 90%. Αυτό δίνει στη χώρα μονοπωλιακό έλεγχο των βασικών υλικών, αφήνοντας άλλες αγορές εκτεθειμένες σε διαταραχές του εφοδιασμού και διακυμάνσεις των τιμών.

Η αναζήτηση εναλλακτικών λύσεων είναι σε εξέλιξη και ορισμένοι κατασκευαστές και προμηθευτές αυτοκινήτων αρχίζουν να αναπτύσσουν και να ενσωματώνουν κινητήρες χωρίς μαγνήτες. Άλλοι, συμπεριλαμβανομένης της Tesla, επιδιώκουν σχέδια μόνιμων μαγνητών χωρίς υλικά σπάνιων γαιών. Οι μαγνήτες χωρίς σπάνιες γαίες ακούγονται σίγουρα σαν μια ενδιαφέρουσα λύση, αλλά μπορεί να είναι δύσκολο να διαμορφωθούν και λιγότερο ισχυροί από τους παραδοσιακούς μαγνήτες σπάνιων γαιών. Η Niron Magnetics έχει αναπτύξει αυτό που αποκαλεί ως τους πρώτους μαγνήτες στον κόσμο υψηλής απόδοσης χωρίς σπάνιες γαίες, χρησιμοποιώντας ένα μείγμα από άφθονο διαθέσιμο σίδηρο και άζωτο, αλλά ερευνά και αναπτύσσει για πάνω από μια δεκαετία και δεν είναι ακόμη αρκετά έτοιμη για μαζική παραγωγή.

Η Materials Nexus επισημαίνει στον κόσμο ότι είναι εδώ για να βοηθήσει. Πιστεύει ότι διαθέτει ακριβώς αυτό που χρειάζονται οι σύγχρονες και μελλοντικές startups μαγνητών για να εντοπίσουν και να αναπτύξουν μαγνητικά υλικά χωρίς σπάνιες γαίες, αντικαθιστώντας με Τεχνητή Νοημοσύνη την παλιομοδίτικη μέθοδο δοκιμής και λάθους, πιστεύει ότι θα μπορέσουν να το κάνουν με ρυθμό εκατοντάδες φορές ταχύτερο από ό,τι ήταν παραδοσιακά δυνατό. Υποστηρίζει ότι η πλατφόρμα Τεχνητής Νοημοσύνης της μπορεί να προσδιορίσει μαγνητικά υλικά χωρίς σπάνιες γαίες μέσα σε λίγες ημέρες ή εβδομάδες, σε αντίθεση με τα χρόνια και τις δεκαετίες που χρειάζονταν στο παρελθόν.

Αντί να ξεστομίζει απλώς εντυπωσιακούς αριθμούς, η Materials Nexus έχει ήδη χρησιμοποιήσει την πλατφόρμα Τεχνητής Νοημοσύνης της για να εντοπίσει έναν μόνιμο μαγνήτη χωρίς σπάνιες γαίες, τον οποίο ονόμασε MagNex. Η AI ανέλυσε περισσότερες από 100 εκατομμύρια συνθέσεις υλικών χωρίς σπάνιες γαίες πριν καταλήξει στο MagNex, λαμβάνοντας υπόψη μεταβλητές όπως το κόστος, η ασφάλεια της εφοδιαστικής αλυσίδας, οι επιδόσεις και οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις.

Αφού η Τεχνητή Νοημοσύνη έκανε τη βαριά δουλειά, η Materials Nexus συνέθεσε και δοκίμασε το MagNex με τη βοήθεια του Ινστιτούτου Henry Royce του Πανεπιστημίου του Sheffield. Μέσα σε τρεις μήνες, η εταιρεία είχε κάνει δουλειά που θα είχε πάρει χρόνια πριν από το σύστημα AI. Επιπλέον, η Materials Nexus αναφέρει ότι το MagNex μπορεί να παραχθεί με 20% του κόστους των υλικών των διαθέσιμων σήμερα μαγνητών σπάνιων γαιών, με 70% μείωση των εκπομπών άνθρακα από τα υλικά.

«Είμαστε πραγματικά ενθουσιασμένοι που η πρώτη μας αλληλεπίδραση με την Materials Nexus απέφερε ένα τόσο εξαιρετικά θετικό αποτέλεσμα», δήλωσε ο καθηγητής Iain Todd, μεταλλουργία και επεξεργασία υλικών, Πανεπιστήμιο του Sheffield. «Ο συνδυασμός της προσέγγισης της Materials Nexus για την αξιοποίηση της Τεχνητής Νοημοσύνης για την ανακάλυψη υλικών και των εγκαταστάσεων παγκόσμιας κλάσης που διαθέτουμε για την κατασκευή προηγμένων κραμάτων στο Ινστιτούτο Henry Royce εδώ στο Σέφιλντ επέτρεψε την ανάπτυξη ενός νέου μαγνητικού υλικού με πρωτοποριακή ταχύτητα».

Ένας ολοκαίνουργιος μαγνήτης χωρίς σπάνιες γαίες δεν είναι η μόνη πιθανή περίπτωση χρήσης της Τεχνητής Νοημοσύνης της Material Nexus. Η εταιρεία ισχυρίζεται ότι η Τεχνητή Νοημοσύνη θα είναι χρήσιμη για όλα τα είδη των βιομηχανιών, βοηθώντας στον εντοπισμό και τη δημιουργία της επόμενης γενιάς υλικών αιχμής που οδηγούν σε νέες τεχνολογίες και μειώσεις των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα. Σχεδιάζει να συνεργαστεί με βιομηχανικούς εταίρους προς την κατεύθυνση της επιτάχυνσης της ανακάλυψης βιώσιμων, οικονομικά αποδοτικών και βιώσιμων υλικών επόμενης γενιάς.

«Η πλατφόρμα μας έχει ήδη προσελκύσει ευρύτατο ενδιαφέρον για διάφορα προϊόντα με εφαρμογές που περιλαμβάνουν ημιαγωγούς, καταλύτες και επιστρώσεις», δήλωσε ο CEO της Materials Nexus, Dr. Jonathan Bean. «Ανυπομονώ να δω το ρόλο που θα διαδραματίσει στην υποστήριξη της ζήτησης της αγοράς για τη δημιουργία νέων υλικών που θα βοηθήσουν στην αντιμετώπιση ολοένα και πιο πιεστικών ζητημάτων της εφοδιαστικής αλυσίδας και του περιβάλλοντος».

[via]