I metalli delle terre rare sono a corto di risorse: nuovi magneti per gli EV e le turbine eoliche per accelerare la transizione energetica

I potenti magneti ricavati dai metalli delle terre rare sono utilizzati nei motori che azionano le auto elettricheturbine eoliche o vari apparecchi elettrici come aspirapolvere. I magneti permanenti utilizzati negli attuali dispositivi di fascia alta sono realizzati con materiali che potrebbero diventare scarsi nei prossimi decenni, poiché si prevede un aumento della domanda.

Secondo Seaver Wang, co-direttore del team clima ed energia presso il Breakthrough Institute, l'offerta di alcuni elementi chimici delle terre rare dovrà aumentare di sette volte entro il 2050 solo per soddisfare la domanda di turbine eoliche. La domanda di metalli di terre rare come il neodimio e il disprosio per i veicoli elettrici potrebbe aumentare di 15 volte entro il 2040.

Contrariamente al loro nome, gli elementi delle terre rare non sono così rari. Tuttavia, non ci sono abbastanza siti di produzione e gli elementi non sono presenti in alte concentrazioni, tra le altre cose, il che potrebbe rendere difficile l'estrazione economica tra qualche anno. Secondo Jonathan Rowntree, CEO di Niron Magnetics, "il mondo ha bisogno di una soluzione diversa e di una tecnologia diversa".

L'alternativa: il nitruro di ferro

Tesla, ad esempio, ha annunciato nel 2023 che avrebbe smesso di utilizzare i metalli delle terre rare nei suoi EV di prossima generazione. La startup Niron Magnetics, con sede in Minnesota, sta costruendo un impianto di produzione di nitruro di ferro, che deriva da elementi comuni, per far fronte a potenziali carenze future. L'obiettivo è di raggiungere una capacità produttiva di 1.000 chilogrammi entro la fine del 2024.

L'azienda sta anche lavorando per massimizzare il potenziale del materiale. Finora, i magneti di Niron hanno raggiunto solo 10 MGOe. Con un'ottimizzazione adeguata, si potrebbero raggiungere da 20 a 30 MGOe - il limite superiore teorico è persino superiore a quello dei magneti al neodimio utilizzati oggi.

Inoltre, i magneti al nitruro di ferro non contengono cobalto. L'estrazione del cobalto è nota per causare problemi ambientali e umanitari (ad esempio, nel Congo)), ed è stata criticata da organizzazioni per i diritti umani e per l'ambiente e dalle organizzazioni ambientaliste. Il materiale è quindi una parte importante della lotta contro il cambiamento climatico, insieme ad altre soluzioni alternative.

L'aumento dei magneti e l'aumento dell'offerta di magneti sono fondamentali per consentire la transizione energetica. Senza più magneti, non saremo in grado di raggiungere i nostri obiettivi.

- Gregg Cremer, consulente del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti ARPA-E