Giải mã “sức chịu đựng 200 độ” của nam châm vĩnh cửu mạnh nhất hành tinh

Sở dĩ NdFeB được xem là nam châm vĩnh cửu mạnh nhất/bền bỉ nhất hiện nay là một phần nhờ có sự góp mặt của Dysprosium. 

Giới chuyên gia cho biết, chỉ cần thêm 1-2% Dysprosium vào NdFeB đã có thể làm thay đổi đặc tính hoạt động ở nhiệt độ cao của nam châm này, giúp chúng “khóa” sự định hướng từ tính dưới tác động nhiệt, duy trì hiệu suất đáng tin cậy ở nhiệt độ trên 200°C – trong khi nam châm thông thường sẽ hỏng hoàn toàn.

Dysprosium (Dy), một nguyên tố đất hiếm nặng – HREE – màu bạc, đang âm thầm cách mạng hóa thế giới động cơ điện. 

Có thể Dysprosium không phải là một cái tên quen thuộc, nhưng nó là thành phần bí mật giúp công nghệ hiện đại hoạt động đáng tin cậy trong điều kiện khắc nghiệt. Từ việc giữ cho động cơ xe điện ổn định ở nhiệt độ cực cao đến việc hỗ trợ các tuabin gió ngoài khơi dẫn động trực tiếp, nguyên tố đất hiếm này đảm bảo hiệu suất hoạt động ngay cả khi các nguyên tố khác không đáp ứng được.

Sở hữu sức mạnh đáng kể, Dysprosium mang đến hiệu suất và hiệu quả hoạt động vượt trội; đồng thời mang lại tác động tích cực cho môi trường. Có Dysprosium, hiệu suất của động cơ tăng lên dẫn đến tiêu thụ năng lượng thấp hơn và giảm lượng khí thải nhà kính trong suốt vòng đời hoạt động.

Vai trò bền vững không thể phủ nhận của Dysprosium

Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) cho biết, việc áp dụng rộng rãi các động cơ hiệu suất cao, bao gồm cả những động cơ sử dụng Dysprosium, có thể giúp tiết kiệm điện năng toàn cầu lên tới 300 Terawatt-giờ mỗi năm vào năm 2030 – tương đương với lượng điện tiêu thụ hàng năm của Mexico.

Bộ Năng lượng Mỹ ước tính rằng nếu tất cả các động cơ điện công nghiệp ở Mỹ được thay thế bằng các mẫu hiệu suất cao, bao gồm cả những động cơ sử dụng nam châm tăng cường Dysprosium, thì có thể tiết kiệm hơn 70 tỷ kilowatt giờ điện mỗi năm, giảm lượng khí thải CO2 hơn 50 triệu tấn.

Trong khoảng 5 năm tới, nhu cầu về Dysprosium quy mô toàn cầu tăng trưởng mạnh mẽ, đạt 6,6%.

Theo báo cáo mới nhất của Grandviewresearch, phân khúc nguyên tố đất hiếm Dysprosium toàn cầu đã tạo ra doanh thu 540,0 triệu USD vào năm 2024 và dự kiến sẽ đạt 786,1 triệu USD vào năm 2030. Thị trường toàn cầu dự kiến sẽ tăng trưởng với tốc độ CAGR (2025 – 2030) là 6,6% vào năm 2030. 

Đây là minh chứng:

Ngành ô tô: Tesla Motors (Mỹ) đã báo cáo rằng việc sử dụng động cơ tăng cường Dysprosium trong các mẫu xe Model S và Model X đã góp phần vào phạm vi hoạt động và hiệu suất dẫn đầu ngành của họ. 

Sản xuất công nghiệp: Công ty công nghệ đa quốc gia của Đức Siemens AG đã triển khai các động cơ chứa Dysprosium trong hệ thống truyền động hiệu suất cao của mình, báo cáo mức tiết kiệm năng lượng lên đến 70% so với các động cơ thông thường.

Hàng không vũ trụ: Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) đã sử dụng động cơ tăng cường Dysprosium trong hệ thống định vị vệ tinh, với lý do độ chính xác và độ tin cậy được cải thiện trong môi trường không gian.  

Kim loại đất hiếm đáng chú ý này mang lại hiệu quả mạnh mẽ, giúp tăng cường hiệu suất, hiệu quả và tính bền vững của động cơ điện. Khi thế giới ngày càng hướng tới các giải pháp năng lượng tái tạo, vai trò của Dysprosium trong việc cung cấp năng lượng cho tương lai là không thể phủ nhận!