Nachhaltige Magnete: Von der Herstellung bis zum Recycling
Dr.-Ing. Matic Jovičević-Klug leitet neue Forschungsgruppe am Max-Planck-Institut für Eisenforschung
Magnete werden für Elektromotoren, Transformatoren und Sensoren benötigt und spielen eine entscheidende Rolle bei der Elektrifizierung unserer Infrastruktur. Dadurch tragen sie dazu bei, den Verbrauch fossiler Brennstoffe und die damit verbundenen Kohlenstoffemissionen zu verringern. Ihr Marktanteil liegt derzeit bei 40 Milliarden Euro und die Nachfrage nach magnetischen Materialien steigt weltweit an. Gleichzeitig gibt es zwei zentrale Herausforderungen: Magnete werden derzeit mit seltenen Erden und teuren Elemente hergestellt und werden kaum recycelt. Die neue Gruppe „Nachhaltige Magnete und Recycling“, geleitet von Matic Jovičević-Klug am Max-Planck-Institut für Eisenforschung (MPIE), betrachtet die Materialgewinnung, Herstellung und das Recycling, um nachhaltige Magnete zu entwickeln.
„Ich möchte mit meiner Forschungsgruppe effiziente und kostengünstige Methoden finden, um so viel magnetischen Schrott wie möglich zu recyceln. Wenn Magnete oxidiert oder verunreinigt sind, wird das Recycling erheblich erschwert. Derzeit ist die hydrometallurgische Verarbeitung die einzige Möglichkeit solche kontaminierten Magnete in großem Maßstab zu recyceln. Diese Methode ist aber kohlenstofflastig, teuer und verwendet übermäßige Mengen an gefährlichen Chemikalien. Wenn wir einen Weg finden, Magnete nachhaltig und effizient zu recyclen, können wir diese Methode auch auf andere Materialien ausweiten, die mit denselben Problemen kämpfen, wie zum Beispiel Elektronik- oder Batterieschrott“, erklärt Jovičević-Klug.
Permanentmagnete brauchen derzeit erhebliche Mengen an Seltenen Erden. Um auf Seltene Erden zu verzichten und die Abhängigkeit von limitierten Elementen zu verringern, müssen alternative Materialien ähnlich gute magnetische Eigenschaften aufweisen. Diese Eigenschaften lassen sich durch Manipulation der Mikrostruktur und chemischen Zusammensetzung der Materialien beeinflussen. Die neue Forschungsgruppe entwickelt Materialsysteme mit neuen Herstellungs- und Verarbeitungsrouten, um so die gewünschten Eigenschaften zu erzielen und Magnete maßzuschneidern.
Jovičević-Klug kam 2021 als Postdoktorand an das MPIE. Er promovierte 2019 in Materialwissenschaften und -technik an der Universität Kiel. Seine Forschung konzentriert sich darauf, Wege zur Dekarbonisierung der Metallindustrie zu finden, beispielsweise durch Nutzung von Wasserstoff und Wasserstoffplasma. Darüber hinaus erforscht er, wie die thermische Verarbeitung von Legierungen deren Mikrostruktur, Oberfläche und Eigenschaften beeinflusst. Kürzlich startete er ein neues gemeinsames Projekt mit der Fraunhofer-Forschungseinrichtung für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie, zur nachhaltigen Synthese und Recycling von Permanentmagneten.
