Công ty công nghệ Materials Nexus của Anh hợp tác cùng Viện Henry Royce, Đại học Sheffield, vừa thiết kế, tạo ra một nam châm vĩnh cửu mới không chứa đất hiếm, với sự trợ giúp của nền tảng AI. Phương pháp này nhanh hơn 200 lần so với phương pháp thủ công truyền thống và tốn nhiều tài nguyên.
Nam châm vĩnh cửu tiêu chuẩn hiện tại đã mất hàng thập kỷ để khám phá, thậm chí còn mất nhiều thời gian hơn nữa để phát triển thành các ứng dụng mà chúng ta sử dụng ngày nay. Materials Nexus ước tính, nhu cầu về nam châm vĩnh cửu sẽ tăng gấp mười lần vào năm 2030, chỉ tính riêng trong ngành xe điện.
Đồng thời, nam châm vĩnh cửu còn rất cần thiết cho hoạt động sản xuất trong nhiều ngành công nghiệp, như turbine gió, robot, máy bay không người lái, thiết bị HVAC (hệ thống kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm và chất lượng không khí).
Vấn đề là nguyên tố đất hiếm - như neodymium, dysprosium - được dùng để tạo ra nam châm vĩnh cửu, đòi hỏi phải khai thác và xử lý tốn kém, tiêu tốn nhiều năng lượng. Với thị trường xe điện lớn nhất thế giới, Trung Quốc nổi lên dẫn đầu trong cả khai thác và sản xuất đất hiếm. Điều đó giúp quốc gia này dễ kiểm soát độc quyền các vật liệu thiết yếu, khiến các thị trường khác dễ bị gián đoạn nguồn cung và biến động giá.
Nam châm vĩnh cửu không chứa đất hiếm chắc chắn là giải pháp hấp dẫn, nhưng chúng khó chế tạo và kém mạnh hơn nam châm đất hiếm truyền thống. Niron Magnetics đã phát triển thứ gọi là nam châm không chứa đất hiếm hiệu suất cao đầu tiên trên thế giới, sử dụng hỗn hợp sắt và nitơ có sẵn, nhưng họ nghiên cứu và phát triển nó trong hơn một thập kỷ mà vẫn chưa sẵn sàng để sản xuất hàng loạt.
Materials Nexus phát triển nam châm không chứa đất hiếm, bằng cách dùng AI thay thế cho phương pháp thử kiểu cũ, họ tin rằng có thể làm như vậy với tốc độ nhanh hơn hàng trăm lần so với phương pháp truyền thống. Công ty cho biết nền tảng AI của họ có thể xác định các vật liệu từ tính không chứa đất hiếm chỉ trong vài ngày hoặc vài tuần, trái ngược với nhiều năm hay nhiều thập kỷ mà họ từng làm trong quá khứ.
Đặt trọng tâm xác định một nam châm vĩnh cửu không chứa đất hiếm có tên là MagNex, nền tảng AI của Materials Nexus phân tích hơn 100 triệu thành phần vật liệu không chứa đất hiếm trước khi đưa vào MagNex, giúp giải quyết các biến số, như bảo mật chuỗi cung ứng, hiệu suất, chi phí và các tác động đến môi trường.
Sau khi AI thực hiện phần việc khó khăn, Materials Nexus tổng hợp và thử nghiệm MagNex với sự trợ giúp của Viện Henry Royce, Đại học Sheffield. Chỉ trong ba tháng, công ty hoàn thành công việc mà phải mất nhiều năm mới có được, trước khi có nền tảng AI.
Hơn nữa, Materials Nexus cho biết MagNex có thể được sản xuất với chi phí vật liệu chỉ bằng 20% so với chi phí vật liệu của nam châm đất hiếm hiện có trên thị trường, đồng thời giảm 70% lượng khí thải carbon vật liệu.
