I progressi giapponesi nelle alternative alle terre rare apportano molti vantaggi

La Cina ha un controllo soffocante sull’accesso ai minerali delle terre rare utilizzati in tecnologie come i motori dei veicoli elettrici. Queste nuove alternative forniranno un gradito sollievo alla catena di approvvigionamento.

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La Cina detiene circa il 70% della quota di mercato nell’estrazione di terre rare, minacciando la sicurezza economica di molti paesi. I produttori giapponesi, tuttavia, stanno accelerando lo sviluppo di tecnologie alternative per ridurre l’uso delle terre rare.

Aziende come Proterial (ex Hitachi Metals) mirano a sostituire i magneti realizzati in neodimio, un tipo di terra rara. Il neodimio è attualmente il materiale principale per i motori dei veicoli elettrici (EV).

Proterial e altre aziende stanno ora lottando per commercializzare le loro nuove tecnologie. Ritengono che la necessità di ridurre l’uso del neodimio aumenterà con l’allontanamento dalla dipendenza dalla Cina.

Proterial ha sviluppato un "magnete in ferrite ad alte prestazioni" per i motori dei veicoli elettrici. Si ritiene che questo nuovo materiale magnetico possa sostituire il neodimio nei motori elettrici. Inoltre, l'azienda ha già iniziato a ricevere richieste e a fornire campioni ai produttori di motori.

Come funzionano? I magneti in ferrite sono composti principalmente da ferro e non utilizzano minerali di terre rare. Questo aiuta a ridurre i costi. Allo stesso tempo, il metodo di produzione e il posizionamento dei magneti all'interno del motore sono stati ideati per garantire che la loro potenza massima fosse il più vicino possibile a quella dei motori che utilizzano magneti al neodimio.

Anche il produttore globale di componenti automobilistici Denso ha sviluppato un’alternativa. Il loro è un “magnete superreticolo ferro-nichel” che utilizza solo ferro e nichel come materie prime. Eppure ha raggiunto prestazioni pari o superiori a un magnete al neodimio. Denso spera di vedere l'uso di questo magnete commercializzato entro qualche anno.

Inoltre, Toshiba Corporation e Tohoku Gakuin University hanno sviluppato un magnete isotropo legato a samario-ferro. Utilizzando il samario, un materiale più facilmente disponibile, hanno ridotto della metà la quantità di neodimio richiesta. Nonostante questa riduzione, le prestazioni corrispondono a quelle dei magneti al neodimio.

Toshiba prevede inoltre di vedere questa tecnologia commercializzata nei prossimi anni.

Il movimento per ridurre l’uso delle terre rare sta avanzando anche al di fuori del campo dei motori. Toray Industries, Inc ha sviluppato "sfere di zirconio altamente durevoli". Le sfere di zirconio vengono utilizzate nella produzione di ceramiche ad alte prestazioni, anche per l'uso in materiali per elettrodi per batterie agli ioni di litio.

L'azienda sostituisce le terre rare, che vengono generalmente utilizzate come stabilizzanti, con altri materiali. Nel frattempo, hanno migliorato la durabilità, riducendo la frequenza di sostituzione e abbassando comunque i costi.

In futuro, l'azienda intende sviluppare altre applicazioni, come i cuscinetti. In questo modo, si spera di utilizzare le sfere di zirconio per raggiungere un fatturato di diversi miliardi di yen giapponesi entro l'anno fiscale 2030.

Esistono un totale di 17 tipi di elementi delle terre rare. La loro ampia applicazione ha valso loro il nome di "vitamine dell'industria".

In particolare, il riconoscimento delle terre rare come bene vitale è aumentato dalla “crisi delle terre rare” del 2010. Fu allora che la Cina mise di fatto l’embargo sulle loro spedizioni verso il Giappone. Gli appalti stabili sono quindi diventati una questione importante.

Ancora una volta il governo cinese sta valutando l’embargo sulle tecnologie per la produzione di magneti ad alte prestazioni utilizzando terre rare. In effetti, Pechino ha dimostrato la tendenza a utilizzare questa dipendenza globale dalla Cina come mezzo di intimidazione economica. Tuttavia, è probabile che questo comportamento acceleri anche la decisione di altri paesi di ridurre l’uso delle terre rare.

(Leggi l'articolo in giapponese.)

Autore: Michito Ida

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