Acht Fraunhofer-Institute haben in einem Gemeinschaftsprojekt Lösungen für den effizienteren Einsatz Seltener Erden entwickelt. Dazu gehören optimierte Fertigungsverfahren, Ansätze für Recycling und neue Materialien, die etwa die Rohstoffe Dysprosium und Neodym ersetzen können. Am Beispiel von Elektromotoren zeigten die Institute, dass sich der Bedarf an Seltenen Erden auf ein Fünftel des heutigen Wertes senken lässt.

Dysprosium und Neodym werden für Magnete benötigt, wie sie in Elektromotoren zum Einsatz kommen. In einem durchschnittlichen Auto sind heute Dutzende solcher Motoren enthalten, etwa für Fensterheber, Scheibenwischer oder Ölpumpe. Durch immer neue Assistenzsysteme und den Trend zur Elektromobilität wird ihre Zahl künftig deutlich steigen. „All das zeigt, wie wichtig ein effizienter Umgang mit diesen wertvollen Rohstoffen ist“,  so Prof. Ralf B. Wehrspohn, Leiter des Fraunhofer-Instituts für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS.

Weniger Ausschuss - weniger Rohstoffe

Die Fraunhofer-Partner haben die Rohstoffmärkte für Seltene Erden analysiert, zugleich wurden Konzepte entwickelt, wie schon beim Design von Elektromotoren die spätere Wiederverwendung oder das Recycling von Seltenen Erden mitgedacht werden kann. Sie setzten auch bei den Herstellungsprozessen von Magneten an und fanden Lösungen, wie dabei weniger Ausschuss entsteht. In einem weiteren Teilprojekt wurde ein Verfahren entwickelt, um Permanentmagnete etwa aus Elektroschrott, Windrädern oder Autos wieder verwerten zu können. Auch das Design der Referenz-Elektromotoren wurde optimiert: Wenn die Motoren im Betrieb nicht so heiß werden, können Magnete mit geringerer Temperaturstabilität und damit mit geringerem Dysprosium-Anteil eingesetzt werden. Nicht zuletzt wurden Materialien gesucht und gefunden, die ebenfalls als Magnete dienen können, aber keine Seltenen Erden enthalten.

Auslöser für das Projekt, das 2013 startete, war ein Preisschock: China, wo rund 90 Prozent der Seltenen Erden für den Weltmarkt gefördert werden, verhängte damals einen Exportstopp (wa).