Quelle est la puissance des aimants en terres rares ?

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

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

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 coercivité.

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

Pour mettre en perspective la puissance de deux qualités courantes d'aimants de terres rares, voici comment leur force se compare aux qualités courantes d'autres aimants permanents :

Remarque : Bien que l'aimant néodyme N42 soit utilisé plus couramment, l'aimant disponible le plus puissant 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 puissants.

Les aimants en néodyme sont généralement composés d'un tiers de néodyme, ainsi que de fer et de bore. Une partie du néodyme des aimants peut être remplacée par du praséodyme, un autre matériau de terre rare. Pour cette raison, les aimants en néodyme sont également appelés aimants NdPr.

En raison de leur force, les aimants au 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 EV utilisent des aimants NdPr. Étant donné que ces aimants offrent également une résistance relativement élevée pour une taille plus petite, ils constituent également le choix prédominant pour les éoliennes, réduisant considérablement le poids de la turbine.

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

Les ventes mondiales de véhicules électriques ont plus que doublé l'an dernier, passant d'environ 3 millions de voitures en 2020 à6,6 millionsen 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 aux terres rares devrait augmenter. La consommation d'aimants au néodyme devrait passer de plus de 100 000 tonnes en 2020 à300,000 tonnesd'ici 2035, les véhicules électriques et les éoliennes étant les moteurs de la croissance.

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

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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 américaine des minéraux critiques.

Cette infographie de la Copper Development Association montre ce qui rend le cuivre critique et pourquoi il devrait être officiellement désigné comme 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 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, c'est 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 issue de ces technologies devrait augmenter au cours de la prochaine décennie :

*exclut les véhicules à moteur à combustion interne (ICE).

En outre, des politiques telles que la loi sur la réduction de l'inflation et la loi bipartite sur les infrastructures renforceront la demande de cuivre grâce à des investissements dans l'énergie et les infrastructures.

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

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

En outre, les teneurs en minerai de cuivre diminuent 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 des 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 répond aux Seuil du score de risque d'approvisionnement de l'USGS pour l'inclusion dans la liste des minéraux critiques.

Bien qu'il ne soit pas sur la liste officielle, le cuivre est plus que critique. Son inscription sur la liste officielle des minéraux critiques permettra une réglementation simplifiée et un développement plus rapide 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 pays produisent le plus de lithium et comment ce mix 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, la récente augmentation de l'adoption des véhicules électriques a propulsé la production de lithium vers 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 l'examen statistique de BP sur l'énergie mondiale.

Dans les années 1990, les États-Unis étaient le plus grand producteur de lithium, contrairement à aujourd'hui.

En fait, les États-Unis représentaient plus deun tiersde la production mondiale de lithium en 1995. Dès lors et jusqu'en 2010, le Chili est devenu le plus grand producteur avec un boom de la production dans le Salar de Atacama, l'un des gisements de saumure de lithium les plus riches au monde.

La production mondiale de lithium dépassée100,000 tonnespour la première fois en 2021, quadruplant par rapport à 2010. Qui plus est, environ90%de celui-ci provenait de seulement trois pays.

L'Australie produit à elle seule52% du lithium mondial. Contrairement au Chili, où le lithium est extrait des saumures, le lithium australien provient de mines de roche dure pour le minéral spodumène.

La Chine, troisième producteur mondial, est fortement implantée dans la chaîne d'approvisionnement du lithium. Parallèlement au développement des mines nationales, les entreprises chinoises ont acquis environ5,6 milliards de dollars d'actifs de lithium dans des pays comme le Chili, le Canada et l'Australie au cours de la dernière décennie. Il héberge également60%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 consacrée à d'autres utilisations ?

Alors que le lithium est 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 par rapport à aujourd'hui.

En 2010, la céramique et le verre représentaient la plus grande part de la consommation de lithium au31% . 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 en vitrocéramique 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 d'autres utilisations moins connues.

Alors que le monde produit plus de batteries et de véhicules électriques, la demande de lithium devrait atteindre1,5 million de tonnesd'équivalent carbonate de lithium (ECL) d'ici 2025 et au-delà3 millions de tonnesd'ici 2030.

Pour le contexte, le monde a produit540,000 tonnesde LCE en 2021. Sur la base des projections de demande ci-dessus, la production doittriplerd'ici 2025 et augmenter de prèssextupled'ici 2030.

Bien que l'offre ait suivi une trajectoire de croissance exponentielle, la mise en service de nouveaux projets de lithium peut prendre de six à plus de 15 ans. En conséquence, le marché du lithium devrait être déficitaire au cours des prochaines années.

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