Một sáng kiến ra đời cách đây nhiều năm hiện có thể giúp Hoa Kỳ giải quyết sự thống trị của Trung Quốc trong một lĩnh vực quan trọng.
Nhà khoa học làm việc tại phòng thí nghiệm của Đại học Minnesota cách đây nhiều năm đã phát triển nam châm sắt nitride đầu tiên trên thế giới. Đây là công nghệ mang tính cách mạng được rèn từ sắt và nitơ mà không sử dụng các nguyên tố đất hiếm.
Tính đến thời điểm hiện tại, Trung Quốc thống trị xuất khẩu đất hiếm với 92% sản lượng tinh chế toàn cầu. Tuy nhiên, nước xuất khẩu khoáng sản đất hiếm lớn nhất thế giới hiện đang hạn chế xuất khẩu sang Hoa Kỳ.
Đóng vai trò quan trọng trong hầu hết mọi thứ, từ động cơ EV đến tua-bin gió và máy MRI, nam châm đất hiếm hiện chỉ có một giải pháp thay thế.
Nam châm vĩnh cửu là chìa khóa cho xe điện, thiết bị điện tử
Niron Magnetics, công ty con do nhà khoa học vật liệu Jian-Ping Wang của Đại học Minnesota sáng lập, đang cung cấp nam châm vĩnh cửu không chứa đất hiếm.
Công ty tuyên bố rằng những sản phẩm này hữu ích cho ngành điện tử tiêu dùng và ngành công nghiệp cung cấp năng lượng cho động cơ. "Chúng tôi sản xuất nam châm vĩnh cửu hiệu suất cao duy nhất trên thế giới, không chứa đất hiếm. Công nghệ nam châm Nitride sắt và chuyên môn về từ tính hàng đầu thế giới giúp nâng cấp các ứng dụng sử dụng nam châm để cách mạng hóa ngành công nghiệp", đại diện công ty cho biết.
Sự đổi mới của nhà khoa học Trung Quốc giúp ích cho Hoa Kỳ
Phát minh của nhà khoa học gốc Trung Quốc này hiện được kỳ vọng sẽ giúp Hoa Kỳ vượt qua khó khăn trong bối cảnh khan hiếm nguồn cung khoáng sản đất hiếm. Ông Wang đã lấy bằng Tiến sĩ tại Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc và dành nhiều thập kỷ để nghiên cứu từ tính.
Nguyên liệu thô cho Niron Magnetics có nguồn gốc từ khắp nơi trên thế giới và 100% có thể được lấy tại Hoa Kỳ, tạo nên chuỗi cung ứng an toàn lâu dài.
Công ty cũng tuyên bố rằng nam châm của họ có hiệu suất tiên tiến vì sắt nitride có thông lượng lớn nhất trong số các vật liệu hiện nay. Phát hiện này mở ra những lợi thế cơ bản trong thiết kế thiết bị.
Phía công ty khẳng định rằng quy trình của họ có thể đáp ứng được nhu cầu của "ông lớn" Hoa Kỳ. Vào thời điểm gã khổng lồ châu Á đang thắt chặt kiểm soát xuất khẩu các khoáng sản quan trọng như samari và dysprosi, sáng kiến của công ty hứa hẹn sẽ là một giải pháp thay thế quan trọng.
Niron Magnetics khẳng định nam châm vĩnh cửu sắt-nitride của họ mạnh hơn 50% so với nam châm neodymium-sắt-boron. Vì mạnh hơn, nên có thể sử dụng ít nam châm hơn hoặc nhỏ hơn để đạt được hiệu suất tương tự.
Một lợi ích khác của loại hóa chất nam châm vĩnh cửu mới này là khả năng chịu nhiệt độ rộng, hứa hẹn sẽ giảm nhu cầu làm mát cho các phụ kiện ô tô.
Nam châm của Niron Magnetics hoạt động tốt ở nhiệt độ dưới 200 độ C, các ứng dụng nhiệt độ cao hơn vẫn phụ thuộc vào hợp kim do Trung Quốc kiểm soát.
Nhà máy đầu tiên tại Minnesota dự kiến sẽ được khởi công trong năm nay. Việc mở rộng sản xuất để đáp ứng nhu cầu toàn cầu tăng cao, dự đoán sẽ tăng gấp ba vào năm 2035, vượt qua giới hạn.
Công ty tuyên bố rằng các thiết bị sử dụng nam châm sắt nitride có thể đạt được hiệu suất như kỳ vọng. "Động cơ hiệu quả hơn. Độ ổn định nhiệt độ tốt hơn. Đây là những nam châm vĩnh cửu định hình lại công nghệ của tương lai và giúp bạn đạt được mục tiêu", công ty cho biết trong tuyên bố.
Công nghệ Clean Earth Magnet độc quyền của Niron Magnetics, dựa trên Iron Nitride, cho phép tạo ra các nam châm có từ tính cao vốn có. Chúng được kỳ vọng sẽ tạo ra một cuộc cách mạng trong thiết kế động cơ điện và máy phát điện mới.
Jonathan Rowntree, Tổng giám đốc điều hành của Niron Magnetics cho biết: “Chúng tôi nhận được sự quan tâm rất lớn từ khách hàng đối với công nghệ của mình, đặc biệt là trong vài năm qua khi căng thẳng thương mại giữa Trung Quốc và Hoa Kỳ gia tăng. Đặc biệt, Trung Quốc sử dụng công nghệ đất hiếm như một con bài mặc cả để đáp trả việc Hoa Kỳ hạn chế công nghệ bán dẫn”.
Thùy Anh (Theo Interesting Engineering, Motor Trend)
