Hur kan restprodukter från stålindustrin ersätta sällsynta jordartsmetaller i elmotorer? Det undersöker forskare på Högskolan Väst och bygger bland annat fullskaliga motorer i samarbete med Volvo Cars.

Boel Ekergård är en av flera forskare på Högskolan Väst som undersöker hur ferrit från svenska gruvor kan ersätta sällsynta jordartsmetaller i elbilsmotorer

– Behovet av metaller till elbilsmotorer ökar lavinartat. Kan vi minska elbilarnas klimatpåverkan genom att använda ferrit från svenska gruvor är mycket vunnet, säger Boel Ekergård, docent på Högskolan Väst.

Marknaden för elbilar ökar snabbt och debatten om deras klimatpåverkan har drivit på behovet av forskning och utveckling. 2019 startade Högskolan Väst en ny forskargrupp som ska fokusera på magnetiska metaller i elmotorer för transportsektorn. Boel Ekergård är en av gruppens fyra forskare och inom kort anställs även två doktorander.

Varför behövs alternativa material till elbilarnas motorer?

– Eftersom dagens elbilsmotorer ofta innehåller sällsynta jordartsmetaller som kan ha utvunnits i gruvor under tveksamma förhållanden, söker biltillverkarna efter andra material. De måste kunna visa att materialen i bilarna är hållbara utifrån flera aspekter. Tillgången på de sällsynta jordartsmetallerna är dessutom begränsad, vilket innebär att de är dyra.

Hur kan restprodukter från stålindustrin användas i elmotorer?

– Stålindustrin producerar stora mängder av restprodukten ferrit och idag används den inte i så stor utsträckning. Men ferrit är en magnetisk metall som efter bearbetning kan användas i elmotorer på samma sätt som de sällsynta jordartsmetallerna.

– Eftersom ferrit har lägre effektdensitet än jordartsmetallerna behövs mer material för att få samma motoreffekt. En elmotor byggd av ferrit blir ungefär dubbelt så stor, vilket givetvis också gör den tyngre. Men faktum är att elmotorn bara står för en liten del av bilens totala vikt.

Varför är ferrit ändå ett alternativ om elmotorn blir tyngre?

– Förutom att det finns stora volymer ferrit i Sverige så är det ett billigare och mer hållbart alternativ.

– Vi undersöker nu hur man kan utveckla högeffektiva elmotorer med ferrit och hur de kan designas för att ge optimal verkningsgrad till lägsta möjliga vikt. Vi kommer att bygga och testa fullskaliga elmotorer i labbmiljö och troligen även i bil.

Märker bilförare någon skillnad om elmotorn är byggd av ferrit?

– Det beror på vilken typ av körupplevelse du vill ha. Flera av dagens elbilmodeller har extremt snabba motorer som exempelvis kan accelerera från 0-100 km/h på 3 sekunder. Då är det en fördel att ha en lätt motor med material som har högre effektdensitet än ferrit.

– Men majoriteten av bilförare behöver inte så kraftfulla motorer, och då fungerar ferrit utmärkt som material. Även om motorn blir större och väger mer, så ger den mer än väl den effekt som krävs för normal bilkörning. Det här är förstås en avvägning för biltillverkarna: Vad är viktigast? Motorns vikt eller materialens hållbarhet?

Forskningsprojektet drivs av Högskolan Väst i nära samverkan med Volvo Cars, NEVS och Uppsala universitet.

Filed under: SvenskTeknik