Escassez de escala: o risco de escassez de ímãs neo em EVs

Recentemente, muito foco tem sido o vacilante fornecimento de chips; no entanto, outro problema paralelo ao fornecimento de chips é a escassez de elementos de terras raras (REE).

Um fator importante na escassez de REE é a criação de ímãs de neodímio (NdFeB, NIB ou neoímãs).

Os ímãs neo são ímãs permanentes feitos de uma liga de elemento de terras raras neodímio (Nd) e algum conteúdo de ferro (Fe) e boro (B). Esses ímãs podem conter níveis variados de outros REEs, incluindo disprósio (Dy), térbio (Tb) e praseodímio (Pr). Esses elementos são usados ​​para aumentar a resistência à corrosão e melhorar a coercividade intrínseca. Alguns ímãs neo têm um revestimento de NiCuNi para aumentar as temperaturas operacionais intrinsecamente baixas para 160°C.

A razão pela qual esses ímãs são essenciais é devido às suas propriedades magnéticas únicas que são usadas em uma ampla variedade de aplicações e componentes elétricos.

Com sua composição única, esses ímãs de terras raras possuem excelentes propriedades magnéticas, incluindo boa força magnética (52MGOe), que é medida por força coercitiva e densidade de fluxo.

Eles também são fáceis de processar em formas únicas. Os ímãs neo são mais leves que os ímãs de ferrite. Além disso, sendo relativamente mais disponíveis, eles não são tão caros quanto os ímãs de samário-cobalto (SmCo) de grau inferior, classificados em 32MGOe.

Uma aplicação crescente para esses ímãs é na indústria de fabricação de veículos elétricos como componentes de motores magnéticos.

Embora sejam frágeis e precisem ser manuseados com cautela, os ímãs de NdFeB (neodímio-ferrita-boro) ainda são a melhor solução a ser incluída na fabricação de motores EV devido às características mencionadas acima. No entanto, sua escassez é iminente.

Até 2030, com o boom da indústria de VEs, serão necessários dezenas de milhões de VEs para atender às necessidades do mercado. Cada motor EV contém 1-2 kg de ímãs permanentes, enquanto os veículos híbridos têm pouco menos de 0,5 kg.

Segundo a IAE (Agência Internacional de Energia), o número de veículos elétricos passará de 3,1 milhões em 2017 para 125 milhões em 2030; mesmo que sejam consideradas previsões mais conservadoras para 2030 (feitas pela IDTechEx), como o aumento da demanda por ímãs permanentes em 31%, o problema da escassez continua prevalecendo.

Motores magnéticos permanentes em veículos elétricos podem ser considerados superiores aos motores de indução em veículos elétricos – devido à sua maior eficiência. A mudança do Modelo 3 da Tesla para uma fabricação permanente de ímãs de motor para veículos do mercado de massa foi mais uma prova de que os ímãs NdFeB são os impulsionadores da eletrificação. O driving range da Tesla é o melhor atual; no entanto, os EVs chineses com baterias de origem local estão em segundo lugar. Atualmente, a China está dominando o mercado de baterias de lítio.

O problema com os ímãs de NdFeB é que os elementos raros Dy e Tb usados ​​para aprimoramento térmico em ímãs de NdFeB são extraídos apenas em alguns locais. As grandes minas chinesas de Dy e Tb no sul do país tornam todos os outros mercados altamente dependentes da oferta e dos preços ditados pelas cotas de exportação.

Uma solução possível que pode aliviar o fardo é o desenvolvimento de uma fonte de disprósio pela Northern Minerals da Austrália e vários outros locais de mineração de terras raras com o objetivo de serem desenvolvidos na Rússia, Brasil e Índia por outras empresas.

A escassez também é consequência de outras aplicações de ímãs de NdFeB. Discos rígidos, fixadores magnéticos, equipamentos de áudio, máquinas de elevação, scanners de ressonância magnética, sensores ABS, para citar alguns, são feitos de neoímãs. Outro fator são as turbinas eólicas, que estão planejando ganhar impulso à medida que o mundo avança em direção a mais recursos renováveis.

Uma consideração significativa para a indústria de VE é abster-se de usar ímãs de NdFeB para reduzir a mineração de metais de terras raras, embora atualmente isso possa ser mais fácil dizer do que fazer.

No entanto, as empresas que tentam reduzir Dy e Tb em seus EVs são poucas e distantes entre si; Veja a Nissan e a Honda, por exemplo. No entanto, as tendências do mercado global podem exigir a reversão das considerações de fornecimento ético, e os EUA agora estão investindo mais em projetos locais de terras raras.