Unterdessen steigt die Nachfrage nach Magneten, die in die Werkzeuge der Dekarbonisierung wie Autos und Windkraftanlagen eingebettet sind. Momentan, 12 Prozent seltene Erden gehen laut Adamas Intelligence in Elektrofahrzeuge, ein Markt, der gerade erst an Fahrt gewinnt. Gleichzeitig sind die Preise für seltene Erden in letzter Zeit aufgrund interner chinesischer Märkte und politischer Eingriffe, die externe Unternehmen nicht immer vorhersagen können, in die Höhe geschnellt.
Alles in allem, wenn Sie in einem Geschäft sind, in dem Sie eine alternative Arbeit machen können, ist es wahrscheinlich sinnvoll, dies zu tun, sagt Jim Chelikowsky, ein Physiker, der magnetische Materialien an der University of Texas, Austin, untersucht. Aber es gebe allerlei Gründe, sagt er, nach besseren Alternativen zu Seltenerdmagneten als Ferrit zu suchen. Die Herausforderung besteht darin, Materialien mit drei wesentlichen Eigenschaften zu finden: Sie müssen magnetisch sein, diesen Magnetismus in Gegenwart anderer Magnetfelder halten und hohe Temperaturen tolerieren. Heiße Magnete hören auf, Magnete zu sein.
Forscher haben ein ziemlich gutes Gespür dafür, aus welchen chemischen Elementen gute Magnete hergestellt werden können, aber es gibt Millionen möglicher atomarer Anordnungen. Einige Magnetjäger haben den Ansatz gewählt, mit Hunderttausenden möglicher Materialien zu beginnen, diejenigen mit Nachteilen wie dem Gehalt an seltenen Erden zu verwerfen und dann maschinelles Lernen zu verwenden, um die magnetischen Eigenschaften der verbleibenden vorherzusagen. Ende letzten Jahres, Chelikowsky veröffentlichte Ergebnisse von der Verwendung des Systems zur Herstellung eines neuen hochmagnetischen Materials, das Kobalt enthält. Das ist geopolitisch nicht ideal, aber es ist ein Ausgangspunkt, sagt er.
Oft besteht die größte Herausforderung darin, neue Magnete zu finden, die einfach herzustellen sind. Einige neu entwickelte Magnete, etwa solche mit Mangan, seien vielversprechend, erklärt Vishina von der Universität Uppsala, aber auch instabil. In anderen Fällen wissen Wissenschaftler, dass ein Material außerordentlich magnetisch ist, aber nicht in großen Mengen hergestellt werden kann. Dazu gehört Tetrataenit, eine Nickel-Eisen-Verbindung, die nur aus Meteoriten bekannt ist und über Jahrtausende langsam abkühlen muss, um ihre Atome präzise in den richtigen Zustand zu bringen. Versuche, es im Labor schneller zu machen, sind im Gange, müssen aber noch Früchte tragen.
Niron, das Magnet-Startup, ist etwas weiter, mit einem Eisennitrid-Magneten, von dem das Unternehmen sagt, dass er theoretisch magnetischer als Neodym ist. Aber es ist auch ein unbeständiges Material, schwer herzustellen und in einer wünschenswerten Form zu bewahren. Blackburn sagt, dass das Unternehmen Fortschritte macht, aber keine Magnete produzieren wird, die stark genug sind, um Elektrofahrzeuge rechtzeitig für Teslas nächste Fahrzeuggeneration umzuwandeln. Der erste Schritt, sagt er, besteht darin, die neuen Magnete in kleinere Geräte wie Soundsysteme einzubauen.
Es ist unklar, ob andere Autohersteller Teslas Trade-Off für seltene Erden folgen werden, sagt Kruemmer. Einige bleiben vielleicht bei den mit Gepäck beladenen Materialien, während andere auf Induktionsmotoren setzen oder etwas Neues ausprobieren. Sogar Tesla, sagt er, werde wahrscheinlich ein paar Gramm seltener Erden in seine zukünftigen Fahrzeuge streuen lassen, verteilt auf Dinge wie automatische Fensterheber, Servolenkung und Scheibenwischer. (In einem möglichen Taschenspielertrick haben die Folien, die den Inhalt seltener Erden bei Teslas Investorenveranstaltung gegenüberstellten, tatsächlich ein ganzes Auto der aktuellen Generation mit einer Zukunft verglichen Motor.) Trotz Problemumgehungen wie denen bei Tesla werden Seltenerdmagnete aus China bei uns bleiben – einschließlich Elon Musk – insbesondere wenn die Welt auf Dekarbonisierung drängt. Es wäre schön, alles zu ersetzen, aber wie Krümmer sagt: „Wir haben einfach keine Zeit.“