AstridLudwig——永磁体是气候中和技术的关键要素之一。它们是风力涡轮机或电动机的重要组成部分。然而，它们的生产需要稀土元素，并且由于绿色能源市场的增长，这些材料的降解问题变得越来越严重。佩林·托兹曼(Pelin Tozman)博士是达姆施塔特工业大学(TU Darmstadt)一名新的雅典青年研究员，他正在研究新一代永磁体，这种永磁体将拥有更便宜的组件，使用更少的资源，并且由于使用人工智能，它也可以变得更安全、更高效。

雅典娜研究员佩林·托兹曼博士 图片:Katrin Binner

英文来源： AstridLudwig

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产业前沿编译、点评

未来的技术也必须由绿色金属驱动。达姆施塔特工业大学材料科学博士后研究员佩林·托兹曼说:“在过去的35年里，没有发明出新的磁铁。”自1984年发明以来，基于Nd-Fe-B(钕、铁和硼)的磁铁一直是要求高性能应用的首选材料。根据新雅西尼青年研究员的说法，到目前为止，研究主要集中在改善这些Nd-Fe-B成分的磁性上，但她认为“现在已经达到了极限”。此外，Nd-Fe-B电池还含有镝(Dy)和铽(Tb)——所谓的重稀土元素，对供应链构成特殊风险——以在更高的工作温度下保持电动机的性能。

“每年已经生产了大约 10万吨 钕铁硼磁铁，这个数字将随着绿色能源领域的预期增长而迅速增加，”托兹曼说。这位年轻的科学家强调说:“因此，我们需要一种新型的磁铁，这种磁铁既能节约资源，又含有安全、价格合理、数量充足、可持续的元素。”而这正是她工作的重点。佩林·托兹曼正在进行替代成分的研究。她已经开始研究基于smfe12的磁铁，即由铁和钐组成，也含有钴和钛。其目的是减少磁铁中所需的稀土元素的比例——在这种情况下是钐。

因此，我们需要一种新型的磁铁，它既能节约资源，又含有安全、价格合理、数量充足、可持续的元素。

优化磁性能

AYI的研究人员在功能材料组的OliverGutfleisch教授的指导下工作，他希望优化组件的磁性，并为此目的开发新型合金，同时改变成分的微观结构。Tozman的目标是以机器学习的形式使用人工智能，通过预测其相图来设计潜在新磁铁的最佳微观结构。她还计划开发一种图书馆，可以分析和记录所有材料的磁性和晶体学特性。据达姆施塔特工业大学的科学家说，这种创新材料加工和机器学习的结合使她的研究项目与众不同。

佩林·托兹曼从2023年2月才开始在达姆施塔特工业大学工作。她在都柏林三一学院完成博士学位，并在日本“磁性和自旋电子材料研究中心”和“国际青年科学家中心”做了几年博士后工作。她也是东京附近的国家材料科学研究所的ICYS研究员。Tozman认为，Darmstadt在磁体研究领域有着非常好的声誉。当她在日本看到达姆施塔特工业大学在互联网上为年轻研究人员提供资助时，她已经申请成为雅典青年研究员。

佩林·托兹曼目前正在达姆施塔特工业大学建立她的人工智能研究小组，与该大学的其他学科建立新的联系，并研究与其他大学合作的可能性。她说:“这是一个非常具有挑战性的研究领域，涉及到一个由许多单独步骤组成的漫长过程。”研究人员希望在未来五年内取得一些成功，并设计出一种满足绿色能源部门要求的永磁体，它本身也是可持续的。

点评：同样的两个问题——（1）规模生产的可行性；（2）商业化的经济性。

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