Magnet alternatif terhadap kurangnya bahan baku

Bahan baru akan menggantikan magnet yang terbuat dari logam tanah langka yang langka

Hard disk, tetapi juga banyak komponen elektronik lainnya tidak dapat melakukannya tanpa magnet tanah jarang. © Kerrik / istock
membacakan

Alih-alih neodymium dan Co: Bahan magnetik baru bisa menggantikan magnet berteknologi tinggi yang terbuat dari logam tanah jarang di masa depan. Para peneliti telah mengidentifikasi senyawa pertama yang dapat dimagnetisasi kuat dengan penambahan zat seperti magnesium atau kobalt. Bahan-bahan ini bisa menjadi alternatif nyata untuk magnet permanen tanah jarang seperti neodymium - mengurangi permintaan untuk sumber daya yang langka ini.

Magnet memainkan peran penting dalam teknologi modern: magnet digunakan dalam hard drive komputer, generator listrik, dan banyak komponen elektronik lainnya. Rahasia dari magnet terkuat yang ada saat ini sering disebut rare earths. Logam seperti neodymium dan dysprosium memiliki sifat listrik dan magnetik khusus - tanpanya, banyak produk teknologi tinggi tidak akan terpikirkan.

Masalahnya adalah bahwa komoditas yang didambakan ini langka dan mahal, tetapi permintaan terus meningkat. Para ilmuwan sudah memprediksi kemacetan di masa depan untuk beberapa logam tanah jarang. Di sisi lain, aspek geopolitik juga berperan. Misalnya, sebagai pengekspor utama tanah jarang, Cina hampir memonopoli bahan-bahan tertentu dan dapat mengontrol perdagangannya.

Alternatif untuk neodymium dan dysprosium

Untuk alasan ini, para peneliti sekarang mencari alternatif untuk neodymium dan Co: Bisakah Anda membuat magnet permanen yang kuat yang cocok dengan tanah jarang yang tersedia lebih baik atau mungkin bahkan tidak ada logam dari kelompok ini termasuk? Thomas Lograsso dari Laboratorium Ames Departemen Energi AS dan rekan-rekannya telah mendedikasikan diri mereka untuk pertanyaan ini, dengan fokus pada paramagnet. Bahan-bahan ini lemah tertarik ke medan magnet tetapi tidak termagnetisasi secara permanen.

"Kita bisa, dengan kata lain, merehabilitasi sistem semacam itu dan mengubahnya menjadi magnet dengan menambahkan bahan-bahan tertentu, " jelas Lograsso. "Itu sebabnya kita mulai dengan paduan atau senyawa yang memiliki sifat yang tepat untuk menjadi feromagnetik pada suhu kamar." Tapi kain mana yang memiliki fitur yang Anda cari? pameran

Dua kandidat yang menjanjikan

Untuk mengidentifikasi kandidat yang menjanjikan, para ilmuwan menggunakan pendekatan berbasis komputer. Dengan cara ini, mereka dapat memprediksi perilaku magnetik dari berbagai bahan dan juga mencari tahu apakah mereka cocok untuk pengembangan magnet padat. "Pendekatan ini dengan cepat mengarah pada identifikasi beberapa magnet yang kuat, " tulis tim.

Perhitungan menunjukkan, antara lain, bahwa cerium cobalum paramagnetik CeCo3 dapat diubah menjadi feromagnet dengan penambahan magnesium. Dan memang, percobaan selanjutnya mengkonfirmasi hal ini, seperti yang dilaporkan Lograsso dan rekan-rekannya. Kandidat lain yang diidentifikasi dalam analisis adalah CeCo5. Bahan ini sudah merupakan ferromagnet yang kuat. Namun, perhitungan dan percobaan mengungkapkan bahwa properti ini dapat lebih dioptimalkan dengan jumlah tembaga dan besi yang tepat.

"Masuk akal secara ekonomi dan ekologis"

Dengan penambahan ini, CeCo5 suatu hari nanti bahkan bisa menggantikan magnet tanah jarang yang kuat seperti neodymium dan dysprosium, para peneliti memperkirakan. Keuntungan: Sebenarnya, cerium juga merupakan anggota kelas tanah jarang. Tidak seperti Neodymium dan Co, bagaimanapun, banyak tersedia dan mudah diperoleh.

"Mengganti permintaan tinggi dan logam langka bumi langka akan masuk akal dari sudut pandang ekonomi dan juga ekologis, " kata Lograsso. "Walaupun senyawa cerium-kobalt kami yang dimodifikasi tidak sekuat magnet bumi langka yang terkuat, mereka mungkin masih menjadi alternatif yang berharga untuk aplikasi tertentu."

Selain itu, ia dan rekan-rekannya sudah mengerjakan magnet alternatif yang tidak didasarkan pada cerium atau logam lain dari kelas tanah jarang. Di antara hal-hal lain, mereka bereksperimen dengan kobalt untuk memberikan magnetisasi besi germanium Fe3Ge yang kuat. (American Chemical Society, 2019; Rapat)

Sumber: American Chemical Society

- Daniel Albat