- USA Rare Earth entwickelt gemeinsam mit einem französischen Unternehmen Technologien zur Trennung seltener Erden.
- Die Kooperation setzt auf Quantum Machine Learning und automatisierte Laborexperimente.
- Wirksamere Extraktionsmittel können Kosten senken und die Umweltbelastung verringern.
- Die Partnerschaft soll die Wettbewerbsfähigkeit der westlichen Lieferketten für Seltenerdmetalle stärken.
USA Rare Earth arbeitet mit dem französischen Quantencomputerunternehmen Pasqal und dem Industrie-KI-Spezialisten Riven Systems zusammen, um effizientere Methoden zur Trennung seltener Erden zu entwickeln. Das am 17. September angekündigte Projekt soll mithilfe von Quantum Machine Learning und automatisierten Laborexperimenten Moleküle identifizieren, die sich wirksamer mit seltenen Erden verbinden. Die Unternehmen erhoffen sich davon den Betrieb kleinerer Verarbeitungsanlagen, die weniger Energie verbrauchen und niedrigere Betriebskosten aufweisen. Das Vorhaben zielt auf eine wesentliche Lücke in der Verarbeitung ab – nämlich die Umwandlung gemischter Materialien in einzelne Oxide, die in der Hochleistungsfertigung und anderen strategischen Branchen breite Anwendung finden.
China ist in diesem Teil der Lieferkette derzeit führend, insbesondere bei schweren seltenen Erden wie Neodym, Erbium und Yttrium.
Technischer Hintergrund der Kooperation
Alex Moyes, Senior Vice President für die vorgelagerten Betriebe von USA Rare Earth, erklärte: „Die größte Herausforderung für die Seltene-Erden-Industrie außerhalb Asiens besteht darin, das in vorgelagerten Prozessen erzeugte Mixed Rare Earth Carbonate (MREC) in einzelne Oxide zu trennen." Das Partnerprogramm will nicht länger vor allem auf zeitaufwendiges Trial-and-Error setzen, sondern ein datengetriebenes System zur Entdeckung von Extraktionsmitteln schaffen. Diese chemischen Moleküle gehen bei der Verarbeitung selektive Verbindungen mit bestimmten seltenen Erden ein und helfen den Betreibern, diese aus dem Gemisch zu isolieren.
Wirksamere Extraktionsmittel können die Zahl der nötigen Verarbeitungsschritte, den Geräte- und Materialeinsatz verringern. Laut USA Rare Earth senkt dies die Kapital- und Betriebskosten künftiger Anlagen und reduziert deren ökologischen Fußabdruck.
Automatisierte Experimente im Labor
Geplant ist, dass Riven Systems in seinem autonomen Mineralscheidungslabor tausende automatisierte Experimente durchführt. Die dabei gewonnenen chemischen Daten sollen Machine-Learning-Modelle trainieren, die vorhersagen, wie selektiv unterschiedliche Extraktionsmittel an seltene Erden binden. Pasqal wird seine Quantenprozessoren auf Basis neutraler Atome nutzen, um die Quanten-Machine-Learning-Modelle mit klassischen Rechenmodellen zu benchmarken. Die Ergebnisse sollen USA Rare Earth helfen, vielversprechende Extraktionsmittel für weitere Tests zu identifizieren. „Seltenerdmetalle sind unverzichtbar, und Verbesserungen bei ihrer Verarbeitung wirken weit über eine einzelne Branche hinaus."
sagte Pasqal-CEO Wasiq Bokhari.
Die Experimente werden auf Materialien zugeschnitten, die USA Rare Earth voraussichtlich verarbeiten wird – darunter Vormaterial aus der Round-Top-Lagerstätte bei Sierra Blanca in Texas, Mixed Rare Earth Carbonate von Drittanbietern sowie Recyclingspäne (sogenanntes Swarf) aus der Magnetfertigung. Das zunächst auf Machine Learning ausgelegte Projekt könnte sich zu einer integrierten Pipeline für die Entdeckung von Extraktionsmitteln entwickeln, die Computermodellierung, automatisierte Experimente und physikalische Validierung umfasst. In diesem System würden Pasqals Quanten-Machine-Learning-Modelle die Moleküle identifizieren, bevor Riven sie in seinem autonomen Labor auf hohe Eignung testet.
Die vielversprechendsten Kandidaten werden in der Forschungs- und Entwicklungseinrichtung von USA Rare Earth in Wheat Ridge, Colorado, validiert und könnten anschließend in den Verarbeitungsprozess des Unternehmens integriert werden. „KI und autonome Labore sind die nächste Frontier in der Verarbeitung kritischer Mineralien", sagte Dr. Orion Archer Cohen, Chief Technology Officer und Mitgründer von Riven Systems.
Die Kooperation verbindet US-Kompetenz bei seltenen Erden und Automatisierung mit französischer Quantencomputertechnik – mit dem übergeordneten Ziel, eine effizientere und wettbewerbsfähigere westliche Lieferkette für Seltenerdmetalle aufzubauen.
Stärkung der globalen Wettbewerbsfähigkeit der Seltene-Erden-Lieferkette
Die USA sehen sich in der Lieferkette für seltene Erden einem intensiven Wettbewerb mit China ausgesetzt, insbesondere bei der Produktion schwerer Seltenerdmetalle. Diese Kooperation nutzt nicht nur Quantencomputing und künstliche Intelligenz, sondern versucht auch, die Extraktionseffizienz durch einen datengetriebenen Ansatz zu steigern. Das kann nicht nur die Produktionskosten senken, sondern auch die Umweltbelastung verringern – und ist entscheidend, damit die USA und ihre Verbündeten eine wettbewerbsfähigere Lieferkette für Seltenerdmetalle aufbauen können. Angesichts der steigenden Nachfrage nach Seltenerdmetallen könnte der Erfolg dieser Technologie die globalen Marktverhältnisse verändern.