¿Qué son los superimanes HyMag de los coches eléctricos?
Los superimanes HyMag aumentan significativamente la densidad del flujo magnético utilizable de un imán permanente hasta un 30% más, que ofrece una mejora significativa en la eficiencia energética de motores eléctricos y generadores de turbinas eólicas. Los superimanes HyMag son menos costosos y más respetuosos con el medioambiente, ya que consumen entre un 60% y 90% menos materiales de tierras raras pesadas.
La tecnología que usan los superimanes HyMag, desarrollada por investigadores del Laboratorio Nacional de Argonne del Departamento de Energía de Estados Unidos, podría beneficiar, prácticamente, a cualquier tecnología que obtenga energía de motores eléctricos o de propios generadores.
¿Qué beneficios trae consigo esta nueva tecnología de superimanes HyMag?
En primer lugar, eficiencia adicional, que significa que producirá más energía o tendrá menos pérdidas.
Saca mayor provecho la densidad de flujo, una de las propiedades de los imanes permanentes, que nos permite generar energía. En consecuencia, cuanto mayor sea la densidad de flujo que utiliza para generar energía, más energía generará. En tal sentido, para lograr más eficiencia, es necesario una mayor densidad de flujo.
Los convencionales imanes permanentes compuestos de hierro, niobio y boro, se industrializaron en la década de 1990, pero se han resistido a los esfuerzos que se han llevado a cabo para mejorar su rendimiento. De hecho, los imanes permanentes son una clase de imanes que conservan sus líneas de flujo y magnetización después de que se han magnetizado, conceptualmente similar a una batería que contiene cargas eléctricas.
El flujo magnético de cualquier imán presenta un menor rendimiento con la distancia, lo que hace que el uso del flujo magnético sea insuficiente. Por otra parte, la microestructura, composición y los procesos de los materiales magnéticos conocidos han sido estudiados por los investigadores, por lo que cada uno podría llevar a una pequeña mejora del producto energético del imán.
Esta nueva tecnología de superimanes HyMag ha sido posible mejorando el rendimiento del imán permanente, al combinar capas híbridas del material de manera particular que reduce la fuga de flujo. Además, pueden adaptar las capas para una aplicación específica.
¿Qué beneficios ofrecen los superimanes HyMag a los coches eléctricos?
Los superimanes HyMag son un elemento innovador para los coches eléctricos porque, por ejemplo, la temperatura máxima permitida de un motor sería de alrededor de 150ºC. Pero para las turbinas eólicas, la temperatura máxima puede ser de hasta 300ºC, lo que requiere un diseño de imán que sea más robusto (no desmagnetizado) a temperaturas más altas. Hay materiales que realmente tienen un mejor rendimiento a temperaturas más altas, como es el caso de los superimanes HyMag.
Otra característica atractiva de los superimanes HyMag es que, para ciertas aplicaciones, puede requerir en composición hasta un 90% menos de elementos de tierras raras pesados, como el disprosio y el gadolinio, en peso, que los imanes regulares que tienen un rendimiento similar.
Estos elementos, en su mayoría importados de China, son escasos, caros y difíciles de reciclar. Pero los motores de los automóviles eléctricos e híbridos contienen aproximadamente una décima parte de un kilogramo de disprosio por motor.
Los superimanes HyMag podrían beneficiar especialmente a una aplicación sensible al peso, como turbinas eólicas, debido a que la mayor eficiencia de la tecnología podría llevar a estructuras reducidas. Los imanes más fuertes, por ejemplo, permitirían reducir la cantidad de materiales de soporte y soporte de peso de las carcasas exteriores que se encuentran sobre las turbinas de viento de accionamiento directo. Las cubiertas exteriores representan más de la mitad del peso de una torre eólica de 100 a 130 toneladas. Las cubiertas más pequeñas podrían diseñarse en torres más altas, permitiendo que las turbinas tengan acceso a vientos más fuertes.
En IMA te informamos sobre las nuevas tecnologías del magnetismo, como es el caso de los superimanes HyMag. Si tienes dudas en relación al imán que necesita tu proyecto, no dudes en contactarnos.
