KI entdeckt 25 neue Magnete zur Reduzierung der Abhängigkeit von Seltenen Erden in Elektroautos

Eine intelligentere Suche nach Magneten

Wissenschaftler der University of New Hampshire haben künstliche Intelligenz eingesetzt, um eine der drängendsten Herausforderungen der modernen Industrie anzugehen: die Beendigung der Abhängigkeit von Magneten aus Seltenen Erden, die von China dominiert werden. Durch das Training von Modellen des maschinellen Lernens, um Tausende von wissenschaftlichen Arbeiten autonom zu analysieren, erstellten die Forscher die Northeast Materials Database – einen Katalog mit 67.573 magnetischen Verbindungen – und identifizierten 25 bisher unbekannte Materialien, die ihre Magnetisierung bei hohen Temperaturen beibehalten.

Die Studie, die im Oktober 2025 in Nature Communications veröffentlicht wurde und von Suman Itani, Yibo Zhang und dem leitenden Physiker Jiadong Zang geleitet wurde, stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Materialwissenschaft dar. Das Projekt, das vom Office of Basic Energy Sciences des US-Energieministeriums finanziert wurde, nutzte die Verarbeitung natürlicher Sprache, um experimentelle Daten aus der wissenschaftlichen Literatur in einem Umfang zu extrahieren, den kein menschliches Team allein replizieren könnte.

Warum die Curie-Temperatur der entscheidende Test ist

Die Schlüsseleigenschaft, die die KI vorhersagen sollte, ist die Curie-Temperatur – der Punkt, an dem ein Material aufgrund von Hitze seine Magnetisierung verliert. Für Elektromotoren in Autos oder Windturbinen müssen Magnete unter intensiven Betriebsbedingungen stabil bleiben. Die meisten Kandidatenmaterialien scheitern an diesem Test. Die 25 neu identifizierten Verbindungen bestehen ihn, was sie zu brauchbaren Kandidaten für industrielle Anwendungen in der Praxis macht.

"Die Beschleunigung der Entdeckung nachhaltiger magnetischer Materialien kann die Abhängigkeit von Seltenen Erden verringern und die Kosten für Elektrofahrzeuge und erneuerbare Energiesysteme senken", sagte die leitende Forscherin Suman Itani.

Das KI-System grenzt die vielversprechendsten magnetischen Verbindungen für den experimentellen Fokus ein und verkürzt den Forschungs- und Entwicklungszeitraum im Vergleich zu traditionellen Laborversuchen nach dem Trial-and-Error-Prinzip drastisch.

Die geopolitischen Risiken

Die Dringlichkeit dieser Forschung ist nicht rein wissenschaftlicher Natur. China verarbeitet etwa 90 % der weltweiten Seltenen Erden und dominiert die Produktion von gesinterten Permanentmagneten – Materialien, die für EV-Antriebsstränge, Windturbinen, Rechenzentren und Verteidigungssysteme von entscheidender Bedeutung sind. Am 4. April 2025 eskalierte Peking die Spannungen, indem es Exportlizenzanforderungen für sieben schwere Seltene Erden, darunter Dysprosium und Terbium, einführte.

Die Folgen waren unmittelbar. Die Preise für Neodym-Praseodym-Oxid stiegen innerhalb eines Monats um fast 40 %, und Autohersteller wie Tesla, Ford und GM bemühten sich, sich die Versorgung zu sichern. Einige Fabriken reduzierten kurzzeitig ihre Auslastung, da die Lieferkette unter Druck geriet. Die UNH-Datenbank bietet eine strukturelle langfristige Antwort: Viele ihrer 67.573 katalogisierten Materialien enthalten überhaupt keine Seltenen Erden, was potenzielle Wege für erschwingliche, geopolitisch sichere Magnete eröffnet.

Eine breitere Welle der Forschung ohne Seltene Erden

Die Ergebnisse der UNH kommen inmitten einer breiteren Welle der Forschung nach alternativen Magneten. An der University of Minnesota hat der Physiker Jian-Ping Wang Eisen-Nitrid-Magnete (Fe₁₆N₂) entwickelt, die mit der Leistung einiger herkömmlicher Seltenerdmagnete mithalten können. Sein Startup, Niron Magnetics, schreitet auf die kommerzielle Produktion mit bestehenden Industrieanlagen zu – und umgeht so die spezialisierte, von China dominierte Verarbeitungskette für Seltene Erden vollständig.

Westliche Regierungen wetteifern gleichzeitig darum, alternative Lieferketten zu sichern. Die Vereinigten Staaten haben mit MP Materials inländische Verarbeitungsvereinbarungen getroffen, während die Europäische Union im Rahmen ihres Gesetzes über kritische Rohstoffe in Anlagen zur Trennung Seltener Erden investiert und strategische Lagerbestände aufbaut.

Von der Datenbank zur Fabrikhalle

Die Kluft zwischen der Entdeckung im Labor und dem industriellen Einsatz bleibt bestehen. Die 25 neu identifizierten Verbindungen erfordern noch umfangreiche experimentelle Validierung, bevor sie in die Motorenfertigung integriert werden können. Dennoch verkürzt die Northeast Materials Database diesen Weg grundlegend – sie ermöglicht es Forschern weltweit, die vielversprechendsten Kandidaten rechnerisch zu filtern und zu priorisieren, anstatt durch jahrelange praktische Tests.

Da sich das Rennen um die Elektrifizierung des Verkehrs intensiviert, könnten Durchbrüche wie der der UNH sich als ebenso strategisch bedeutsam wie wissenschaftlich elegant erweisen – und sowohl die Lieferketten als auch die Geopolitik der Energiewende neu gestalten.