Mogens Christensen

Projekttitel

Forbedring af magneter via nanostrukturering

Hvad handler dit projekt om?

Projektet sigter mod at udvikle nye og forbedre magneter baseret på billige og lettilgængelige grundstoffer. Magneter findes overalt i vores dagligdag.

De arbejder oftest skjulte, men er hjertet i elektromotorer, som omdanner strøm til bevægelse i f.eks. barbermaskiner, elektriske tandbørster, køleskabets kompressor osv. Kraftige magneter vil dramatisk kunne forbedre motorers effektivitet og formindske størrelsen, hvilket resulterer i lavere strømforbrug og dermed reduceret CO2 udledning.

Desværre er kraftige permanente magneter i dag baseret på de såkaldt sjældne jordarts-metaller, og materialeomkostningerne ved anvendelse af disse materialer har i vid udstrækning forhindret deres anvendelse i husholdningsmaskiner. For nyligt er der også i den vestlige verden opstået problemer med tilgængeligheden af sjældne jordarts-metaller til specialiserede anvendelser såsom gearløse vindmøller.

Problemet er opstået efter, at Kina, der sidder på 97% af verdensproduktionen, har stoppet eksporten for at sikre deres hjemmemarked. For at undgå disse begrænsninger vil jeg udvikle billige kraftige permanente magneter baseret på nanoteknologi. Ved at fremstille magneter af nanopartikler (nm = mm/million) er det muligt at ensrette partiklernes individuelle magnetpoler og dermed forbedre magnetens ydeevne.

Den nye forbedrede magnet kan anvendes overalt, hvor vi omdanner strøm til bevægelse, specielt inden for elbiler og på længere sigt i omdannelsen af bevægelse til strøm i gearløse vindmøller.

Hvordan opstod din interesse for dit forskningsfelt?

Uorganisk materialekemi og fysik er et tværfagligt forskningsfelt, hvor viden fra både fysikkens og kemiens verden er afgørende for en dybere forståelse af energiteknologiske problemstillinger. Allerede i folkeskolen lånte jeg stort set alle bibliotekets bøger om fremtidig energiteknologi. Dette har mere eller mindre været ledetråden for min forskningsinteresse.

Hvad er de forskningsmæssige udfordringer og perspektiver ved dit projekt?

Permanente magneter er hjertet i elektromotorer, hvor strøm kan omdannes til bevægelse. Mange af vores hjælpemidler i hjemmet lige fra elektriske tandbørster, barbermaskiner, støvsugere, køleskabe til vaskemaskiner indeholder elektromotorer. Forbedringer af permanente magneter vil reducere elektricitetsforbruget og dermed også mindske CO2-udledningen. Bedre permanente magneter vil få speciel betydning for el- og hydrogenbiler og vindmøller. Udfordringen i projektet ligger i at kontrollere atomstrukturen, det vil sige den måde atomerne placerer sig i forhold til hinanden fra nano- til millimeter skala (1 nanometer =1 milliontedel af en millimeter). Denne udfordring vil blive tacklet gennem specialiserede fremstillingsteknikker baseret på røntgen- og neutronspredningseksperimenter.

Hvad vil det betyde for din forskerkarriere, at du indgår i Sapere Aude-programmet?

Sapere Aude-forskningslederbevillingen er afgørende for min fremtidige forskningskarriere. Bevillingen vil give mig mulighed for at forfølge mit eget forskningsprojekt og muliggøre opbygningen af en stærk forskningsgruppe inden for magnetisme og neutronspredning. Sapere Aude vil give mig mulighed for at bedrive forskning i den europæiske elite og samtidig bidrage med viden til en vigtig problemstilling inden for energiteknologi, der er til gavn for samfundet.

Lidt om mennesket bag forskeren

Jeg bor til daglig i det nordlige Aarhus med min kæreste, som dog i øjeblikket arbejder som postdoc ved universitet i Göttingen. Jeg er inkarneret vinterbader og måske grundet min opvækst i det flade vestlige Sønderjylland holder jeg meget af at vandre i bjergerige egne. Derfor har jeg brugt en stor del af min fritid i Alperne og Himalaya.