近年美國能源部埃姆斯國家實驗室（Ames National Laboratory）開發出一種新材料可能會減少或替代永磁體中之稀土元素[1]。研究團隊表示，由於鈰是一種含量非常豐富且容易提煉的稀土金屬，為此開發一種無重稀土元素（Heavy Rare Earth Element-Free, HREE-Free）的鈰鈷化合物，分別為CeCo3和 CeCo5，有機會降低釹（Nd）、鏑（Dy）的用量。以CeCo3為例，添入合金可從順磁體（paramagnet）轉變為鐵磁體（ferromagnet），再加入鎂金屬即可轉變成永久磁鐵，有助緩解釹（Nd）、鏑（Dy）等稀土供應的挑戰；但其性能尚不如稀土磁鐵，現在仍無法取代釹鐵硼強力永久磁鐵，不過已經可替代一些較低階的磁鐵，逐漸減少稀土的含量。
稀土替代技術
用於電動汽車驅動用的馬達，常因啟動、超車等加速性能而要求馬達能夠提供暫態的峰值轉矩，此時電動汽車用之永久磁鐵式旋轉電機，為了產生該峰值轉矩而將轉子的永久磁鐵採用磁能積較大的稀土類磁鐵，該稀土類磁鐵常常為了耐受高溫環境而添加了重稀土元素鏑（Dy）。鏑（Dy）雖具有高的矯頑磁場強度而有助於穩定永磁體，但鏑資源枯竭的風險高，為了回避此風險而有必要考慮易於獲取的無稀土永久磁鐵材料，使得新型無稀土永磁的研究與開發成為磁性材料領域的研究熱點，生產不使用稀土之永磁同步馬達的需求也日益增加，包括豐田汽車（Toyota Motor Corp）、日產汽車（Nissan Motor Co）、BMW和福斯汽車（Volkswagen AG）等汽車大廠都正在探索基於環保和可用材料的無稀土永磁體技術。
以鐵氧體（Ferrite）為例，日本電裝（Denso Corp.）於2013年申請美國專利US9006949B2（主張最早優先權日2012年2月13日，申請號：特願2012-027910），涉及用於混合電動車且具有雙定子結構的雙定子同步馬達，該雙定子同步馬達因使用鐵氧體磁體代替稀土磁體，有效地提供一種能夠在不使用任何稀土磁體或使用少量稀土磁體的情況下仍然能夠產生高輸出扭矩的雙定子同步馬達[2]。又，2014年發表一篇期刊，涉及一種用於電動車應用之新型多氣隙槽形線圈馬達（multi air gap motor with trench-shaped coil）。與傳統的單氣隙馬達相比，新型多氣隙槽形線圈馬達在不含稀土磁體的情況下仍具有高扭矩，因為它具有多個氣隙和鐵氧體永磁體輔助分段轉子磁極[3]。從該專利及期刊可看出日本電裝（Denso Corp.）正在研究發展一種兼及無稀土磁體的低成本和高扭矩馬達的可能性。
以MnBi基永磁體為例，豐田汽車旗下北美事業公司（Toyota Motor Engineering & Manufacturing, North America, Inc.，簡稱TEMA）申請美國專利US10410773B2，該專利涉及錳鉍（MnBi）奈米粒子的合成和退火，具體而言，係關於一種用以製備具有5至200nm粒徑的MnBi奈米粒子的濕化學方法，當在0 到3 T的場中以550到600K退火時，該奈米粒子表現出大約1 T的矯頑力，且適合用作永磁材料[4]。圖1左側顯示鐵磁性MnBi存在於MnBi相圖的所謂「低溫相」區域中，在它的上方存在所謂「高溫相」，且該高溫相顯示出反鐵磁性行為。圖1右側顯示當將該濕式合成MnBi奈米粒子加熱至800K的溫度時，誘發從鐵磁性低溫相至反鐵磁性高溫相的變化。
整體而言，使用無稀土方案來降低永磁電機的成本，同時又能保持電機效率不減為技術上的目標。就無稀土永磁技術的專利權人中發現，Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc.的專利技術表現最為亮眼，其次為Ford Global Technologies, LLC，展現其對無稀土永磁電機技術投入豐富的資源及技術研發能力，也嗅覺出日、美汽車大廠企圖擺脫對中國稀土依賴的決心[7]。
