Fraunhofer-Einrichtung für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie IWKS
MaRS - Critical Materials lean Magnets by Recycling and Substitution
Magnete mit reduziertem Gehalt an kritischen Materialien durch Recycling und Substitution
Hochleistungspermanentmagnete sind in unserem heutigen Alltag unverzichtbar und ihre Einsatzgebiete vielfältig, von Anwendungen in der Informationstechnik, über Motoren für die Elektromobilität, bis hin zur Stromerzeugung in Windkraftanlagen.
In der Regel werden zwei Arten von Magneten in industriellem Maßstab verwendet: Preiswerte, aber leistungsschwache Ferritmagnete und teure, aber leistungsstarke Magnete auf Seltenerdbasis. Da die Seltenen Erden in Bezug auf die Versorgung Europas und den primären Abbau als sehr kritisch eingestuft werden, ist die Suche nach ökologisch günstigen Alternativmaterialien Forschungsgegenstand der Wissenschaft. Das Ziel des MaRS-Projekts ist es daher, die derzeitige Materiallücke zwischen leistungsstarken und -schwachen Permanentmagneten mit nachhaltigen und grünen Magneten zu schließen. Hierfür bündeln die Projektpartner Max-Planck-Institut für Eisenforschung GmbH und Fraunhofer-Einrichtung für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie IWKS ihre Synthese- und Analysekompetenzen, um der Industrie neue nachhaltige Magnetwerkstoffe zugänglich zu machen.
In dem Projekt werden zwei Strategien parallel verfolgt, um die Nachhaltigkeit von Permanentmagneten zu erhöhen:
- Substitution: Nachhaltige Synthese von alternativen seltenerdfreien Permanentmagneten ohne kritische Elemente auf Grundlage der Systeme Fe-P, Fe-N Fe-Ni, Mn-Al.
- Recycling: Aufarbeitung von kontaminierten seltenerdhaltigen Altmagneten.
In dem Projekt werden verschiedene Synthesetechniken für die Stabilisierung von Phasen und die Herstellung von polykristallinen Permanentmagneten untersucht. Dazu gehören Technologien der Rascherstarrung, Nanopulversynthese und kontrollierte Festkörpernitrierung. Für den Recyclingpfad werden nachhaltige metallurgische Prozesse getestet, um kontaminierte Altmagnete durch plasmaunterstützte Schmelz- und Reinigungsschritte aufzubereiten. Über die geplante Laufzeit von 3 Jahren erhält MaRS Förderung von der Fraunhofer-Gesellschaft und der Max-Planck-Gesellschaft.