Am 29. April 2026 hat ein Team von Doktoranden und Studierenden der Universitäten Paderborn und Siegen beim internationalen Wettbewerb „IEEE PELS MagNet Challenge 2“ eine beeindruckende Leistung erbracht. Die Teilnehmer aus Ost- und Südwestfalen entwickelten über ein Jahr lang ein mathematisches Modell zur Vorhersage des Verhaltens magnetischer Materialien und konnten damit den ersten Platz erringen. Der Wettbewerb zog mehr als 30 Teilnehmer aus verschiedenen Teilen der Welt an, darunter renommierte Universitäten wie die University of Cambridge und die Princeton University. Das Siegerteam wird für seine Bemühungen mit einem Preisgeld von 10.000 Dollar belohnt.
Magnetische Materialien spielen eine entscheidende Rolle in einer Vielzahl technischer Anwendungen, die in unserem Alltag unverzichtbar sind. Dazu gehören Ladegeräte für Smartphones, Stromversorgungen für Rechenzentren und verschiedene elektrische Antriebe. Das Verhalten dieser Materialien ist stark abhängig von der Stromstärke und -geschwindigkeit, was häufig eine präzise Vorhersage erschwert.
Innovatives mathematisches Modell
Das neu entwickelte Modell zeichnet sich durch seine hohe Präzision, Schnelligkeit und geringen Rechenaufwand aus, was es für Unternehmen besonders nützlich macht. Prof. Dr. Jakub Kucka und Prof. Dr.-Ing. Oliver Wallscheid betonen die Relevanz der standortübergreifenden Zusammenarbeit und die Verbindung von Grundlagenforschung mit anwendungsnahen KI-Methoden. Das Modell steht zudem als Open Source Lösung zur Verfügung, um Unternehmen ohne Kosten zu unterstützen und somit den Zugang zu verbessern. Die IEEE Power Electronics Society, die den Wettbewerb ausrichtet, ist seit über 35 Jahren im Bereich Leistungselektronik aktiv und fördert Innovationen auf diesem Gebiet.
In einem weiteren Schritt hin zur Verbesserung magnetischer Materialien fördert der Europäische Innovationsrat (EIC) ein bedeutendes Forschungsprojekt mit dem Titel „CoCoMag“. Dieses Projekt, das mit drei Millionen Euro unterstützt wird, hat das Ziel, alternative magnetische Materialien zu entwickeln, die ohne den Einsatz kritischer Rohstoffe wie Seltene Erden und Kobalt auskommen. Die Technische Universität Darmstadt koordiniert das dreijährige Projekt, das auch Partner wie das Max-Planck-Institut für Eisenforschung und die Chalmers University of Technology umfasst.
Nachhaltige Alternativen für die Zukunft
Angesichts der zunehmenden Elektrifizierung von Infrastrukturen, bedingt durch den Übergang von fossilen Brennstoffen zu erneuerbaren Energien, wird die Entwicklung neuer Materialien immer wichtiger. Aktuell sind 14 von 27 entscheidenden Rohstoffen in der EU zu 100% von ausländischen Lieferanten abhängig. Das Forschungsteam in „CoCoMag“ arbeitet an neuen Legierungen, darunter Hochentropielegierungen, um die Eigenschaften der einzelnen Elemente optimal zu nutzen. Diese neuen Magnete sollen nachhaltiger, kostengünstiger, formbarer und korrosionsbeständiger sein, wodurch sie die Industriesektoren Elektromobilität und Kühlung revolutionieren könnten.
Die Kombination aus innovativen Ansätzen in der Magnetmaterialforschung und der intellektuellen Zusammenarbeit mehrerer Institutionen veranschaulicht die Fortschritte in diesem technologisch bedeutenden Bereich und die Notwendigkeit, wegweisende Lösungen für eine nachhaltige Zukunft zu finden. Die Entwicklungen aus Paderborn und Siegen könnten damit einen entscheidenden Beitrag leisten, um globale Herausforderungen in der Materialwissenschaft zu bewältigen.