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Ein Forschungsteam der University of New Hampshire hat mithilfe Künstlicher Intelligenz eine umfassende Datenbank magnetischer Materialien erstellt.
Die sogenannte „Northeast Materials Database“ umfasst 67.573 Substanzen, darunter 25 neu identifizierte Verbindungen, die auch bei hohen Temperaturen magnetisch bleiben. Die Erkenntnisse könnten helfen, künftig Magnete ohne seltene Erden zu entwickeln – ein Schritt, der die Abhängigkeit westlicher Industriestaaten von chinesischen Rohstoffen deutlich verringern würde (via Pressetext).
Weniger Abhängigkeit von Seltenerdmetallen
Seltenerdelemente sind bisher unverzichtbar für Hochleistungsmagnete, wie sie in Elektrofahrzeugen, Windturbinen oder Smartphones eingesetzt werden. Doch sie sind teuer, ökologisch problematisch im Abbau und stammen häufig aus geopolitisch sensiblen Regionen. Das Forschungsteam um Physiker Jiadong Zang und seinen Doktoranden Suman Itani will mit der neuen Datenbank die Suche nach Alternativen beschleunigen.
Durch die systematische Analyse und Simulation der magnetischen Eigenschaften verschiedenster Materialkombinationen lassen sich nun schneller Kandidaten für nachhaltige Magnetwerkstoffe identifizieren. Langfristig könnten so auch die Kosten für E-Autos und Anlagen zur erneuerbaren Energiegewinnung sinken.
KI als Beschleuniger der Materialforschung
Die Forscher nutzten Künstliche Intelligenz, um wissenschaftliche Veröffentlichungen automatisiert auszuwerten und daraus relevante Daten über magnetische Materialien zu extrahieren. Diese Informationen wurden anschließend in Simulationsprogramme eingespeist, die die Stabilität und Temperaturabhängigkeit der Magneteigenschaften berechnen.
Diese Methode spart Jahre an Laborarbeit, denn die manuelle Untersuchung jeder denkbaren Materialkombination wäre kaum zu bewältigen. So entsteht ein digitaler Katalog potenzieller Magnetkandidaten, die sich gezielt in der Praxis testen lassen.
Potenzial für Industrie und Energie
Die neu entdeckten Materialien könnten langfristig den Weg für leistungsstarke Permanentmagnete ebnen, die ohne seltene Erden auskommen. Das hätte direkte wirtschaftliche Auswirkungen: Elektrofahrzeuge, Windkraftanlagen und andere Hightech-Produkte könnten günstiger und nachhaltiger produziert werden. Zudem würde sich die Rohstoffabhängigkeit der westlichen Industrie verringern.
Auch andere Forschungseinrichtungen suchen nach umweltfreundlichen Lösungen für den Umgang mit seltenen Erden. So experimentieren Wissenschaftler des Pacific Northwest National Laboratory mit Algen, die Mineralien aus Meerwasser aufnehmen können. Diese biologischen Verfahren könnten künftig helfen, wertvolle Elemente aus natürlichen Ressourcen zurückzugewinnen.
