Seltenerdmetalle knapp: Neue Magnete aus Eisennitrid für E-Autos und Windkraftanlagen sollen Energiewende beschleunigen

Leistungsstarke Magnete aus Seltenerdmetallen werden in Motoren benötigt, die E-Autos, Windkraftanlagen oder verschiedene Elektrogeräte wie Staubsauger antreiben. Die Dauermagnete heutiger High-End-Geräte bestehen aus Materialien, die in den nächsten Jahrzehnten aufgrund der zu erwartenden steigenden Nachfrage knapp werden könnten.

Laut Seaver Wang, Co-Direktor des Klima- und Energieteams am Breakthrough Institute, wird sich das Angebot einiger chemischer Elemente, die zu den Metallen der Seltenen Erden gehören, bis 2050 versiebenfachen müssen, nur um die Nachfrage nach Windturbinen zu decken. Die Nachfrage nach Seltenerdmetallen wie Neodym und Dysprosium für Elektrofahrzeuge könnte bis 2040 sogar auf das 15-fache des heutigen Niveaus ansteigen.

Dabei sind die Seltenen Erdelemente entgegen ihrem Namen gar nicht so selten, doch da es unter anderem nicht genügend Produktionsstätten gibt und die Elemente nicht in hohen Konzentrationen vorkommen, könnte ein wirtschaftlicher Abbau in einigen Jahren erschwert werden. Laut Jonathan Rowntree, CEO von Niron Magnetics, "braucht die Welt eine andere Lösung und eine andere Technologie".

Alternative Eisennitrid

So kündigte etwa Tesla 2023 an, keine Seltenerdmetalle mehr für seine Motoren verwenden zu wollen. Das Startup Niron Magnetics aus Minnesota baut eine Produktionsanlage für Eisennitrid, das aus gewöhnlichen Elementen gewonnen wird, um mögliche kommende Engpässe zu überbrücken und will bis Ende 2024 eine Produktionskapazität von 1.000 Kilogramm erreichen.

Darüber hinaus arbeitet das Unternehmen daran, das volle Potenzial des Materials auszuschöpfen. Denn bisher erreichen die Magnete von Niron nur 10 MGOe, mit entsprechender Optimierung könnten 20 bis 30 MGOe erreicht werden, die theoretische Obergrenze liegt sogar über der der heute verwendeten Neodym-Magnete.

Zudem enthalten Eisennitrid-Magnete kein Kobalt, dessen Abbau bekanntermaßen ökologische und humanitäre Probleme mit sich bringt (etwa im Kongo), wie Menschenrechts- und Umweltorganisationen immer wieder kritisieren. Deswegen stellt das Material zusammen mit anderen alternativen Lösungsansätzen einen wichtigen Bestandteil im Kampf gegen den Klimawandel dar.

Mehr Magnete und ein breiteres Angebot an Magneten sind entscheidend für die Energiewende. Ohne mehr Magnete können wir unsere Ziele nicht erreichen.

- Gregg Cremer, Berater des US-Energieministeriums ARPA-E.