王建平教授(圖片來源:明尼蘇達大學)
【看中國2025年4月27日訊】(看中國記者路克編譯/綜合報導)據Interesting Engineering報導,一項數年前誕生的創新,如今有望幫助美國應對中國在關鍵材料領域的主導地位。幾年前,明尼蘇達大學實驗室的華裔材料科學家王建平(音譯)教授開發出了全球首塊氮化鐵磁體。這種由鐵與氮元素鍛造而成的革命性材料,不含任何稀土元素。
目前,中國掌握了全球92%的稀土精煉產能,長期主導全球供應,並在近期對美國實施稀土出口限制。稀土磁體廣泛應用於電動車電機、風力渦輪機和核磁共振成像設備等領域,因此替代方案的出現格外引人注目。
王建平教授創立的子公司Niron Magnetics正致力於推廣無稀土永磁體。公司表示,他們生產的氮化鐵磁體是全球唯一一款高性能、無稀土元素的永磁體,廣泛適用於消費電子和電機驅動行業。Niron在聲明中稱:「結合氮化鐵磁體技術與世界領先的磁學專長,我們正在推動磁體應用的革新,助力行業邁向新階段。」
中美稀土博弈下的科技突圍
王建平出生於中國,畢業於中國科學院物理研究所,曾在新加坡從事研究,後加入美國學界。他花費數十年時間研究磁學,最終在明尼蘇達大學製造出世界上第一塊氮化鐵磁體。這一發明被認為是當前西方科技與汽車巨頭尋找突破中國稀土供應壟斷的關鍵。
《南華早報》指出,隨著中美圍繞稀土出口的緊張局勢升溫,王建平的發明受到越來越多關注。Niron強調,其磁體原材料廣泛且100%源自美國,有助於建立更安全、可控的供應鏈。同時,氮化鐵具有已知材料中最高的磁通量密度,賦予其在器件設計上的明顯優勢。
不過,Niron磁體目前在200攝氏度(392華氏度)以下性能優異,高溫應用領域仍需部分依賴中國控制的合金材料。儘管Niron位於明尼蘇達州的首座工廠預計將在今年開工,但要滿足預計到2035年將翻倍增長的全球需求,產能擴張仍是重大挑戰。
Clean Earth技術重塑未來能源版圖
Niron的清潔地球磁鐵(Clean Earth Magnet)技術,依托氮化鐵材料的天然高磁化強度,有望徹底革新電動機和發電機的設計。首席執行官喬納森.朗特里(Jonathan Rowntree)表示,隨著中美貿易緊張局勢升級,中國也將稀土作為反制美國半導體管制的籌碼,這加劇了全球對Niron技術的興趣。
根據國際能源署(IEA)發布的《2024年全球關鍵礦產展望》,稀土磁體因其優異性能,是清潔能源轉型的關鍵組件。相比傳統電機,稀土磁體驅動的電機能效提升20%-40%,同時也能減少電動車對鋰、鎳、鈷等其他礦產的依賴。然而,目前全球稀土供應仍嚴重依賴中國。
美國國內僅有加州芒廷帕斯礦山生產和加工稀土。為此,美國政府也加大了對替代技術的支持。Niron已獲得三星、沃爾沃、通用汽車及Stellantis等企業,以及美國能源部和國防部的投資與資助。
朗特里透露,公司正在明尼蘇達州建設首家年產1,361噸(1,500美噸)的高度自動化工廠,並計畫在歐洲、東南亞建立全球供應網路,以滿足汽車、醫療及消費電子行業的需求。雖然目前聚焦於西方市場,但未來Niron也考慮向中國市場銷售磁體產品。
根據材料研究機構Adamas Intelligence預測,未來十年全球對釹磁體的需求或將翻倍,但供應增長速度將遠遠落後。朗特里表示:「我們正在填補稀土磁體供應與需求之間的巨大缺口,助力全球能源轉型。」