Indra Waardenburg
FOM-onderzoekers uit Delft en Nijmegen zijn erin geslaagd om een nieuw soort magnetisch materiaal te ontwerpen waarbij sterk en zwak magnetisch materiaal naast elkaar kunnen liggen.
De nieuwe magneet bestaat uit een legering van mangaan, ijzer, silicium en fosfor waarbij de subroosters van het sterk magnetische mangaan en het zwak magnetische ijzer zijn ingebed in wisselende atoomlagen. Daarnaast maken de onderzoekers gebruik van substitutie door de integratie van ijzeratomen in het subrooster van mangaan en mangaanatomen in het subrooster van ijzer. ‘Door middel van deze substitutie is het gelukt om magnetisch materiaal te ontwikkelen met een regelbare werktemperatuur tussen de 210 en 400 Kelvin (-63 en +127 graden Celsius, red.)’, aldus prof.dr. Ekkes Brück, projectleider van het Industrial Partnership Programme van FOM.
Het nieuwe magnetische materiaal heeft een zeer sterk magnetocalorisch effect en wanneer de industrie dit materiaal gaat toepassen in koelsystemen levert dit het hoogst mogelijke rendement. Daarnaast is de magneet relatief goedkoop te produceren. ‘We maken gebruik van niet-schaarse en niet-giftige materialen en het maken van de magneet gebeurt op een bekende en eenvoudige manier. De componenten worden gemalen en daarna in een oven bij elkaar gebracht’, vertelt Brück. De onderzoekers produceerden het materiaal op zeer kleine schaal; chemieconcern BASF is nu overgegaan op de productie van grote hoeveelheden voor verder onderzoek.
Het materiaal is op papier ook geschikt voor energieconversiesystemen. ‘Maar deze toepassingsmogelijkheid is er pas over een aantal jaar. Het onderzoek hiervan staat nog in de kinderschoenen’, zegt Brück.
Eerder bedacht de Delfste student Remco Addink (zie TW4) onder leiding van Brück een energieconversiesysteem gebaseerd op het magnetocalorisch effect. Brück: ‘Addink is inmiddels afgestudeerd, dus nu is het aan een volgende student om verder te werken aan dit systeem.’
