Magnetic materials for green energy technology
- Reference number
- EM16-0039
- Start and end dates
- 180201-221231
- Amount granted
- 29 156 988 SEK
- Administrative organization
- Uppsala University
- Research area
- Materials Science and Technology
Summary
Magnetic materials are currently pursued in emerging green technologies: in magnetic refrigeration and renewable power conversion. With the proposed project we will address both academic as well as industrial challenges behind a successful outcome of these technologies, with obvious benefits to Sweden. The research team behind this project is truly cross disciplinary and with good gender balance. Furthermore, this research team has leading expertise in materials synthesis, characterization and theory. The project outlines a healthy collaboration between research groups in academia (Uppsala University and Royal Institute of Technology) and industry (Höganäs AB and Sandvik AB). The uncertainty in availability of rare-earth elements is a serious threat to green technologies for the transport sector or for the renewable generation of electrical energy. Together with Höganäs AB we expect to identify several materials that hitherto have not been identified for these applications, with large energy product and better price-performance and that in addition are environmentally friendlier than what is explored currently. Together with Sandvik AB we will identify new and improved magnetic materials with optimal magnetocaloric effect, for use in refrigeration technologies. Training of young scientists in the field of magnetism is an important aspect of this proposal, not the least due to the expected need of trained researchers when the European Spallation Source becomes operative.
Popular science description
De atomkärnor och elektroner som bygger upp material (ett material kan vara den metalliska skenan på en skidsko, ramen till din cykel eller gummit i cykelhjulet) växelverkar, via Coloumbs lag, på ett mycket komplext sätt. Detta beror på att ett väldigt stort antal atomkärnor och elektroner (ungefär tio upphöjt till 24 st.) bildar de material vi är vana vid att använda dagligen. Trots att denna växelverkan är mycket komplex visar all forskning att det är just denna växelverkan som är ansvarig för att atomer binds samman och bildar kristallina material, samt svarar för materialens funktionella egenskaper. Det här projektet har två inriktningar och gäller magnetiska material som för hållbara energitillämpningar. I den ena delen av projektet vill vi utveckla nya magnetiska material som kan användas för att skapa en mer miljövänlig och energisnål kylteknologi. Vid den magnetiska fasövergången, d.v.s. vid den temperatur som materialets magnetisering försvinner, kan för vissa material en nedkylningseffekt ske, speciellt om man för materialet in och ut ur ett magnetiskt fält. Detta är en s.k. magnetokalorisk effekt som kan användas vid tekniska tillämpningar inom kylning. Detta projekt eftersträvar att hitta material med stor magnetokalorisk effekt, för att hitta kyltekniker som har mindre energiåtgång än dagens kylskåp, frysar, värmepumpar och luftkonditioneringar. I den andra delen av projektet ska vi utveckla starka permanentmagneter som inte får innehålla sällsynta jordartsmetaller. Införandet av vindkraft och elfordon begränsas av osäkerheten beträffande tillgång till starka permanentmagneter baserade på sällsynta jordartsmetaller. Över 97% av produktionen av sällsynta jordartsmetaller sker idag i Kina och exportbegränsningar har fördubblat priserna under de senaste två åren. Genom framtagning av nya effektiva permanentmagneter utan eller med minimal användning av sällsynta jordartsmetaller undanröjs denna begränsning vilket medför en snabbare övergång till förnybar elproduktion och en energisnålare fordonsflotta i Sverige.