Quelle est la puissance des aimants en terres rares ?

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Les aimants font partie intégrante de nombreuses technologies et appareils du 21ème siècle.

Des minuscules aimants de réfrigérateur qui contiennent des listes de choses à faire aux puissants qui créent des champs magnétiques pour la production d’électricité à partir d’éoliennes, il existe de nombreux types d’aimants.

Les aimants les plus puissants du monde, également connus sous le nom d’aimants de terres rares, sont fabriqués en alliant certains éléments de terres rares avec d’autres matériaux.

Mais quelle est la force des aimants de terres rares et qu’est-ce qui les rend si puissants?

L’infographie ci-dessus utilise les données de First4Magnets pour comparer la force des aimants. Mais avant de regarder les aimants les plus puissants, il est essentiel de comprendre comment mesurer la force magnétique.

Le produit énergétique maximal, mesuré en méga-gauss-oersteds (MGOe), est l’un des principaux indicateurs de la force magnétique. C’est une multiplication de deux mesures : la rémanence d’un aimant et sa coercicité.

Chaque aimant a un grade, qui indique généralement sa force. Par exemple, un aimant en néodyme de grade N42 a une résistance de 42MGOe.

Pour mettre en perspective la puissance de deux grades d’aimants de terres rares courants, voici comment leur résistance se compare aux grades communs d’autres aimants permanents:

Remarque: Bien que l’aimant en néodyme N42 soit utilisé plus couramment, l’aimant le plus puissant disponible est de grade N52.

Le néodyme et le samarium – deux des 17 éléments de terres rares – sont ferromagnétiques, ce qui signifie qu’ils ont des propriétés magnétiques inhérentes et peuvent être magnétisés. Ces métaux sont d’abord extraits, raffinés, puis combinés avec des matériaux comme le fer, le bore et / ou le cobalt pour fabriquer les alliages magnétiques les plus résistants.

Les aimants en néodyme sont généralement composés d’un tiers de néodyme, ainsi que de fer et de bore. Une partie du néodyme dans les aimants peut être remplacée par du praséodyme, un autre matériau de terres rares. Pour cette raison, les aimants en néodyme sont également connus sous le nom d’aimants NdPr.

En raison de leur force, les aimants en néodyme ont trouvé leur place dans diverses technologies, des téléphones et ordinateurs portables aux moteurs des véhicules électriques. En fait, selon Adamas Intelligence, 90% de tous les moteurs de véhicules électriques utilisent des aimants NdPr. Parce que ces aimants offrent également une résistance relativement élevée pour une taille plus petite, ils sont également le choix prédominant pour les éoliennes, réduisant considérablement le poids des éoliennes.

Les aimants Samarium-cobalt présentent une résistance exceptionnelle aux températures extrêmes. Ces aimants peuvent fonctionner à des températures aussi basses que -270°C à 350°C et sont également très résistants à la corrosion. Par conséquent, ils ont des applications importantes dans des environnements marins difficiles et des technologies avec des températures de fonctionnement élevées.

Les ventes mondiales de véhicules électriques ont plus que doublé l’année dernière, passant d’environ 3 millions de voitures en 2020 à 6,6 millions en 2021. De même, les énergies renouvelables se développent à un rythme record, avec des installations de capacité en 2022 qui devraient battre le record établi l’année précédente.

Dans cet esprit, il n’est pas surprenant que la demande d’aimants de terres rares devrait augmenter. La consommation d’aimants en néodyme devrait passer de plus de 100 000 tonnes en 2020 à 300,000 tonnes d’ici 2035, les véhicules électriques et les éoliennes étant le moteur de la croissance.

Cependant, la chaîne d’approvisionnement des aimants en néodyme reste une préoccupation, la Chine contrôlant la majorité de l’extraction des terres rares, du raffinage et de la production d’aimants en aval.

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Du réseau électrique aux véhicules électriques, le cuivre est un élément clé de l’économie moderne.

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Le cuivre est essentiel pour tout, du réseau électrique aux véhicules électriques et aux technologies d’énergie renouvelable.

Mais malgré le rôle indispensable du cuivre dans l’économie moderne, il ne figure pas sur la liste des minéraux critiques des États-Unis.

Cette infographie de la Copper Development Association montre ce qui rend le cuivre critique et pourquoi il devrait être officiellement désigné comme un minéral critique.

Outre les technologies d’énergie propre, plusieurs industries, notamment la construction, les infrastructures et la défense, utilisent le cuivre pour ses propriétés uniques.

Par exemple, le cuivre est utilisé dans les tuyaux et les conduites de service d’eau en raison de sa résistance à la corrosion et de sa durabilité. Alors que l’administration Biden prévoit de remplacer toutes les conduites d’eau en plomb des États-Unis, les conduites en cuivre sont la meilleure solution à long terme.

La conductivité électrique élevée du cuivre en fait le matériau de choix pour les fils et câbles électriques. Par conséquent, il s’agit d’une partie importante des technologies énergétiques telles que les parcs éoliens, les panneaux solaires, les batteries lithium-ion et le réseau. La demande de cuivre provenant de ces technologies devrait augmenter au cours de la prochaine décennie :

*Exclut les véhicules à moteur à combustion interne (MCI).

En outre, des politiques telles que la Loi sur la réduction de l’inflation et la Loi bipartite sur les infrastructures stimuleront la demande de cuivre grâce à des investissements dans les secteurs de l’énergie et des infrastructures.

Compte tenu de son rôle vital dans de nombreuses technologies, pourquoi le cuivre ne figure-t-il pas sur la liste des minéraux critiques des États-Unis?

L’USGS définit un minéral critique comme ayant trois composants, et le cuivre répond à chacun d’eux:

En outre, les teneurs en minerai de cuivre sont en baisse à l’échelle mondiale, passant d’une moyenne de 2% en 1900 à 1% en 2000 et à 0,5% prévu en 2030, selon BloombergNEF. À mesure que les teneurs continuent de baisser, l’extraction du cuivre pourrait devenir moins économique dans certaines régions, ce qui poserait un risque pour l’approvisionnement futur.

La liste actuelle des minéraux critiques de l’USGS, qui n’inclut pas le cuivre, est basée sur les scores de risque d’approvisionnement qui utilisent des données de 2015 à 2018. Selon une analyse de la Copper Development Association utilisant la méthodologie de l’USGS, de nouvelles données montrent que le cuivre atteint le seuil de risque d’approvisionnement de l’USGS pour être inclus dans la liste des minéraux critiques.

Bien qu’il ne figure pas sur la liste officielle, le cuivre est au-delà de la critique. Son inclusion sur la liste officielle des minéraux critiques permettra de rationaliser la réglementation et d’accélérer le développement de nouvelles sources d’approvisionnement.

La Copper Development Association (CDA) apporte la valeur du cuivre et de ses alliages à la société, pour relever les défis d’aujourd’hui et de demain. Cliquez ici pour en savoir plus sur les raisons pour lesquelles le cuivre devrait être un minéral critique officiel.

La production de lithium a connu une croissance exponentielle au cours des dernières décennies. Quels sont les pays qui produisent le plus de lithium et comment ce mélange a-t-il évolué ?

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Le lithium est souvent surnommé « l’or blanc » pour les véhicules électriques.

Le métal léger joue un rôle clé dans les cathodes de tous les types de batteries lithium-ion qui alimentent les véhicules électriques. En conséquence, l’augmentation récente de l’adoption des véhicules électriques a propulsé la production de lithium à de nouveaux sommets.

L’infographie ci-dessus présente plus de 25 ans de production de lithium par pays de 1995 à 2021, sur la base des données de la Statistical Review of World Energy de BP.

Dans les années 1990, les États-Unis étaient le plus grand producteur de lithium, ce qui contraste fortement avec le présent.

En fait, les États-Unis représentaient plus de un tiers de la production mondiale de lithium en 1995. À partir de ce moment et jusqu’en 2010, le Chili est devenu le plus grand producteur avec un boom de production dans le Salar de Atacama, l’un des gisements de saumure de lithium les plus riches au monde.

La production mondiale de lithium a dépassé 100,000 tonnes pour la première fois en 2021, quadruplant par rapport à 2010. De plus, à peu près 90% provenaient de trois pays seulement.

L’Australie seule produit 52% du lithium mondial. Contrairement au Chili, où le lithium est extrait des saumures, le lithium australien provient de mines de roche dure pour le spodumène minéral.

La Chine, troisième plus grand producteur, est solidement implantée dans la chaîne d’approvisionnement du lithium. Parallèlement au développement des mines nationales, les entreprises chinoises ont acquis environ 5,6 milliards de dollars valeur des actifs de lithium dans des pays comme le Chili, le Canada et l’Australie au cours de la dernière décennie. Il héberge également 60% de la capacité mondiale de raffinage du lithium pour les batteries.

Les batteries ont été l’un des principaux moteurs de l’augmentation exponentielle de la production de lithium. Mais quelle quantité de lithium les batteries utilisent-elles et quelle quantité est utilisée à d’autres fins?

Bien que le lithium soit surtout connu pour son rôle dans les batteries rechargeables – et à juste titre – il a de nombreuses autres utilisations importantes.

Avant que les véhicules électriques et les batteries lithium-ion ne transforment la demande de lithium, les utilisations finales du métal étaient complètement différentes de celles d’aujourd’hui.

En 2010, la céramique et le verre représentaient la plus grande part de la consommation de lithium au 31%. Dans la céramique et la verrerie, le carbonate de lithium augmente la résistance et réduit la dilatation thermique, ce qui est souvent essentiel pour les tables de cuisson vitrocéramiques modernes.

Le lithium est également utilisé pour fabriquer des graisses lubrifiantes pour les industries du transport, de l’acier et de l’aviation, ainsi que pour d’autres utilisations moins connues.

Alors que le monde produit plus de batteries et de véhicules électriques, la demande de lithium devrait atteindre 1,5 million de tonnes métriques d’équivalent carbonate de lithium (LCE) d’ici 2025 et plus 3 millions de tonnes métriques d’ici 2030.

Pour le contexte, le monde a produit 540,000 tonnes de LCE en 2021. Sur la base des projections de la demande ci-dessus, la production doit : triple d’ici 2025 et augmenter de près de six fois d’ici 2030.

Bien que l’offre ait connu une croissance exponentielle, il peut s’écouler de six à plus de 15 ans avant que de nouveaux projets de lithium ne soient mis en service. Par conséquent, le marché du lithium devrait être déficitaire au cours des prochaines années.

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