Ny modelleringsplattform med öppen källkod påskyndar utvecklingen av ”gröna” magneter

2024-03-05

Uppsala universitet ska i ett europeiskt forskningssamarbete tillsammans med de båda teknikföretagen Siemens AG och Robert Bosch GmbH skapa en modelleringsplattform för att utveckla magnetiska komponenter med mer hållbara material än de som finns idag.

Inom det EU-finansierade projektet, som går under namnet Magnetic Multiscale Modeling Suite, MaMMoS, kommer forskarna skapa en ny banbrytande modelleringsplattform, som med öppen källkod kombinerar experiment, modelleringar och AI för att undersöka magnetiska material.

Magneter används idag i stor utsträckning inom gröna tekniska tillämpningar för att minska den globala uppvärmningen. De används i allt från generatorer i vindturbiner och motorer som driver elfordon, till datorer, sensorer och smartphones. Men trots magneternas stora betydelse kan deras miljöpåverkan vara väldigt stor, eftersom de innehåller sällsynta jordartsmetaller, såsom neodym och dysprosium. Sällsynta jordartsmetaller finns som namnet antyder i begränsad omfattning, och utöver att utvinningen av dem har en stor inverkan på miljön, behöver man idag importera 98% av råvarorna, vilket också innebär ett ekonomiskt beroende.

En typisk bild av en simulering av magnetiska domäner i en permantmagnet i den kommande modellerinsplattformen MaMMoS. Bild: Alexander Kovacs, Universität für Weiterbildung Krems.

Idag pågår forskning för att ta fram mer hållbara magneter, men utvecklingen sker inte i samma takt som behovet av nya magneter uppstår. Med MaMMoS-projektet förväntas utvecklingen av nya magnetiska material påskyndas avsevärt.

– Grönare magneter är av yttersta vikt för att kunna möta dagens klimatutmaningar. MaMMoS-projektet bidrar till EU:s gröna giv genom att utveckla metoder för att minimera användningen av kritiska råvaror i permanentmagneter, vilka är oumbärliga i elektriska motorer och generatorer, säger Thomas Schrefl, projektledare för MaMMoS och chef för Centre for Simulation and Modelling vid University for Continuing Education i Krems, Österrike.

I modelleringsplattformen kan man simulera magneter och dess egenskaper både på makroskopisk nivå och på atomnivå. Genom att använda data från experiment i kombination med AI kan man utveckla magneter med önskvärda egenskaper. Genom att bygga in AI-metoder i modelleringsplattformen ökar man också noggrannheten i modelleringen. En viktig del i projektet är att plattformen utvecklas med öppen källkod, som därmed öppnar upp för fler användare och ytterligare påskyndar utvecklingen.

Inom MaMMoS-projektet finns stor expertis från de olika samarbetspartnerna i form av tekniskt kunnande inom allt från modellering, karakterisering och produktion av magnetiska material. 

– Projektet är både utmanande och fascinerande och kommer också revolutionera sökandet efter nya miljövänliga magnetiska material. Man använder sig av öppen källkod och kommer kunna definiera enhetliga standarder för att effektivt koppla ihop magnetiska simuleringar på olika längdskalor för magnetiska material, vilket inte finns idag, säger Heike Herper som är forskare inom materialteori vid Uppsala universitet.

MaMMoS kommer bidra till utvecklingen av nya magnetiska material och ersättningen av dagens magneter som innehåller sällsynta jordartsmetaller. Framöver kommer MaMMoS bli en banbrytande samarbetsplattform där de tekniska lösningarna bidrar till mer hållbara material inom många områden för att minska den globala uppvärmningen.

MaMMoS

Magnetic Multiscale Modeling Suite, projektnummer 101135546 – MaMMoS, är ett fyrårigt projekt som lanserades i januari i Wiener Neustadt, Österrike och finansieras med 6 miljoner Euro från Europeiska Unionen. Inom projektet samarbetar Uppsala universitet med Universität für Weiterbildung Krems, Österrike, Max-Planck-Institut i Hamburg, Leibniz-Institut i Dresden och Centre national de la recherche scientifique i Grenoble. De globala tyska teknikföretagen Siemens AG och Robert Bosch GmbH kommer att bidra med bred industriell expertis samt forsknings- och utvecklingskompetens.

Finansieras av EU. Synpunkter och åsikter i texten är författarens/författarnas och reflekterar inte nödvändigtvis EU:s eller HADEA:s (Europeiska genomförandeorganet för hälsofrågor och digitala frågor) åsikter. EU eller EACEA (Europeiska genomförandeorganet för utbildning och kultur) kan inte heller hållas ansvariga för dem.

Läs mer

EU:s gröna giv

Kontakt Uppsala universitet

Heike Herper, forskare inom materialteori vid institutionen för fysik och astronomi, heike.herper@physics.uu.se, 070-0389 067.




Senast uppdaterad: 2023-08-04