Lektor Rasmus Bjørk fra DTU Energi med en simulering af et materiales mikrostruktur

Nyt projekt skal give stærkere magneter

mandag 04 feb 19

Kontakt

Rasmus Bjørk
Sektionsleder
DTU Energi
46 77 58 95

Om projektet

Projektet “Solving Brown’s paradox in micromagnetism” er støttet af Poul Due Jensens Fond med 3,56 mio. kr. Projektleder er lektor Rasmus Bjørk. Til det 3,5-årige projekt vil der desuden blive tilknyttet en ph.d.-studerende og en postdoc.  

Poul Due Jensens Fond

Poul Due Jensens Fond er en dansk erhvervsdrivende fond, der er hovedejer af pumpefirmaet Grundfos. Den er stiftet af Grundfos' grundlægger Poul Due Jensen. Fonden uddeler støttemidler inden for tre filantropiske områder: Vand, forskning og inklusion.
Ambitiøst projekt på DTU Energi skal finde grunden til at permanente magneter i praksis kun er halvt så stærke som man kunne forvente teoretisk. Resultaterne fra projektet skal gøre det muligt bedre at udnytte de kostbare materialer som indgår i magneterne. Projektet er finansieret af Poul Due Jensens Fond, ejer af Grundfos.

Enhver elektrisk motor indeholder magneter – enten elektromagneter, hvor magnetfeltet skabes af en elektrisk strøm, eller permanente magneter, der består af materialer som beholder deres magnetisering uden ydre påvirkning. Permanente magneter er dyrere end elektromagneter, men de giver også mere effektive motorer. Derfor finder man dem i dag overalt i elektriske maskiner, fra vaskemaskiner, pumper og elbiler til kæmpestore generatorer i vindmøller.

Normalt ønsker man at anvende så kraftige magneter som muligt, for så kan man gøre dem mindre og spare på materialerne. Magnetfelterne fra de forskellige magneter i fx en elektrisk motor kan imidlertid blive så kraftige at en eller flere magneter bliver afmagnetiseret pga. påvirkningen fra feltet af de andre magneter. Når det sker, virker motoren ikke længere efter hensigten. Hvor stor modstandskraft en magnet har mod at blive afmagnetiseret beskrives ved den såkaldte koercivitet. Der forskes verden over i hvordan man kan øge magneters koercivitet. For eksempel bliver man nødt til at tilsætte det kostbare metal dysprosium til de meget udbredte neodym-magneter for at øge deres koercivitet.

Der er dog et fundamentalt videnskabeligt problem som står i vejen for en systematisk optimering af magneternes egenskaber: Vi kender stadig ikke de specifikke fysiske og kemiske faktorer, der bestemmer koerciviteten af en magnet. Virkelige magneters styrke er således kun halvt så stor som den teoretisk burde være.

Nu vil lektor Rasmus Bjørk fra DTU Energi forsøge at angribe problemet fra en ny vinkel. Det sker i et projekt, der er støttet af Poul Due Jensens Fond. Rasmus Bjørk har tidligere arbejdet med magneter og optimering af deres egenskaber, men har også erfaring med 3D-computermodeller af materialers mikrostruktur. Og det er netop ved at udvikle en model der kombinerer magnetisme og 3D-mikrostruktur, at Rasmus vil gøre fremskridt.

“Hidtil har man kun kunnet regne på idealiserede strukturer, som ikke afspejler virkelige materialers mikrostruktur. Den model vi vil udvikle i projektet, kommer til at kunne modellere mikrostrukturen af en permanent magnet så realistisk som muligt. På den måde vil vi kunne identificere de vigtigste fysiske mekanismer som begrænser koerciviteten af virkelige magneter”, fortæller Rasmus Bjørk.

Og han har allerede blik for det følgende skridt: At udvikle strategier for at forbedre koerciviteten ved at designe mikrostrukturen af magneterne.

For Poul Due Jensens Fond er Rasmus’ projekt et godt eksempel på hvordan fremragende forskning kan gå hånd i hånd med anvendelser og samfundsrelevans:

“Vi er fra Poul Due Jensens Fond meget glade for at støtte et projekt der dels er drevet af den elementære nysgerrighed over for et uløst, grundvidenskabeligt problem, dels har meget konkrete perspektiver mht. at minimere anvendelsen af sjældne metaller som dysprosium i elektriske motorer”, udtaler fondsdirektør Kim Nøhr Skibsted.

Nyheder og filtrering

Få besked om fremtidige nyheder, der matcher din filtrering.
https://www.energy.dtu.dk/nyheder/nyhed?id=836E976A-1611-4BA9-B161-E65D4017BBA5&utm_device=web&utm_source=RelatedNews&utm_campaign=Magnetisme-under-pres
18 FEBRUAR 2019