Magnete ohne Seltene Erden: Wie C16‑Borid E‑Autos günstiger machen könnte

Viele Menschen kennen das Gefühl, dass bei E-Autos nicht nur der Akku, sondern auch „die Teile drumherum“ teuer sind. Man sieht das an Preislisten, aber auch an Lieferzeiten und an der Diskussion über Rohstoffe. Ein oft übersehener Kostentreiber steckt in einer Komponente, die man nie in der Hand hält, dem Elektromotor.

In vielen modernen Antrieben arbeiten Permanentmagnete. Das sind Magnete, die ihr Magnetfeld behalten, ohne dass ständig Strom fließen muss. Genau diese Magnete helfen, Motoren klein, effizient und kräftig zu bauen. Der Haken ist, dass sehr starke Permanentmagnete heute häufig Seltene Erden enthalten, etwa Neodym. Diese Metalle sind nicht „magisch selten“, aber ihre Gewinnung und Verarbeitung sind aufwendig, und die Lieferketten sind stark konzentriert. Das macht Preise anfällig für Schwankungen.

Seit 2025 taucht ein Begriff in der Fachwelt und in ersten Berichten auf, C16‑Borid. Gemeint ist eine Borid-Struktur, also ein Material mit Bor, das in Experimenten ungewöhnlich starke magnetische Eigenschaften zeigen soll, ohne Seltene Erden und ohne Platin. Die große Frage lautet, ob das irgendwann im Maßstab eines E-Autos ankommt oder ob es eine schöne Laboridee bleibt.

„Seltene Erden“ klingt nach exotischen Stoffen aus dem Labor. Im Alltag stecken sie aber oft in Dingen, die man ganz selbstverständlich nutzt. In vielen Kopfhörern, kleinen Lautsprechern oder Vibrationsmotoren sorgen starke Magnete für Klang und Bewegung. Auch in Windkraftanlagen, in Industrieanlagen oder in manchen Haushaltsgeräten werden sie eingesetzt. Der gemeinsame Nenner ist immer derselbe, viel Magnetkraft auf engem Raum.

Für E-Autos ist das besonders attraktiv. In vielen Fahrzeugen kommt ein Motorprinzip zum Einsatz, das mit Permanentmagneten arbeitet. Diese Bauart kann effizient sein, weil ein Teil des Magnetfelds „gratis“ aus dem Material kommt und nicht erst mit Strom erzeugt werden muss. Effizienz klingt abstrakt, ist aber im Alltag sehr konkret. Sie beeinflusst Reichweite, Abwärme und am Ende auch die Größe von Kühlung und Leistungselektronik.

Warum nutzt man dafür ausgerechnet Seltene Erden. Eine wichtige Klasse heißt NdFeB, Neodym-Eisen-Bor. Diese Magnete erreichen sehr hohe Feldstärken. Zusätzlich lassen sie sich so „tunen“, dass sie auch bei höheren Temperaturen im Motor noch stabil bleiben. Für den Motorraum ist das entscheidend, denn dort wird es im Betrieb warm.

Ein starker Magnet ist nicht nur „stark“. Er muss seine Stärke auch dann behalten, wenn er heiß wird, vibriert und jahrelang im Alltag arbeitet.

Die Kehrseite ist wirtschaftlich. Die Lieferketten für Seltene Erden sind weltweit zwar vorhanden, aber in wenigen Schritten besonders gebündelt, etwa bei der Trennung und Weiterverarbeitung. Berichte von Institutionen wie USGS und IEA beschreiben diese Konzentration seit Jahren. Solche Strukturen erhöhen das Risiko, dass Preise oder Verfügbarkeit stärker schwanken als bei Massenmetallen wie Eisen.

Wenn ein Material diese Abhängigkeit reduziert, kann das mehrere Effekte haben. Es kann Preisspitzen abfedern, die Planung für Hersteller erleichtern und den Druck erhöhen, Recycling und Alternativen schneller auszubauen. Genau an dieser Stelle wird die Suche nach neuen Magnetmaterialien plötzlich zu einem Thema, das weit über die Chemie hinausgeht.

Wenn Zahlen oder Vergleiche in strukturierter Form klarer sind, kann hier eine Tabelle verwendet werden.

Es gibt durchaus Permanentmagnete ohne Seltene Erden. Ferritmagnete sind ein Beispiel, sie stecken in vielen Alltagsgeräten und sind vergleichsweise günstig. Der Nachteil ist, dass sie bei gleicher Kraft oft mehr Volumen brauchen. In einem E-Auto kann mehr Volumen schnell mehr Gewicht, mehr Platzbedarf oder weniger Designfreiheit bedeuten. Genau deshalb sind seltenenerdhaltige Magnete so beliebt, sie packen viel Leistung in wenig Material.

Damit ein Magnet im Motor wirklich „zieht“, braucht er mehrere Eigenschaften gleichzeitig. Ein Begriff, der dabei häufig fällt, ist Koerzitivfeldstärke. Das ist vereinfacht gesagt der Widerstand des Magneten dagegen, entmagnetisiert zu werden. Ein Magnet mit hoher Koerzitivfeldstärke lässt sich durch Hitze, Erschütterungen oder Gegenfelder weniger leicht „aus der Form bringen“.

Der zweite Schlüsselbegriff heißt magnetische Anisotropie. Das klingt kompliziert, meint aber etwas Alltägliches. Ein Magnet hat eine bevorzugte Richtung, entlang der er stabil magnetisiert bleibt. Je stärker diese Bevorzugung ist, desto eher kann das Material als zuverlässiger Permanentmagnet taugen. Viele seltenenerdhaltige Materialien sind in dieser Hinsicht sehr gut, weil ihre Atome eine starke Kopplung zwischen Magnetismus und Kristallrichtung erzeugen.

Für seltenenerdfreie Magnete ist das der harte Teil. Elemente wie Eisen, Kobalt oder Nickel sind zwar magnetisch, aber oft fehlt ihnen diese „eingebaute Richtungsstabilität“ in ausreichender Stärke. Man kann versuchen, das über eine besondere Kristallstruktur, über gezielte Legierungen oder über Mikrostruktur-Tricks zu lösen, etwa durch Körner, Grenzflächen und kontrollierte Defekte. Das ist Materialforschung im Detail, und nicht jede gute Idee lässt sich später großtechnisch fertigen.

Hinzu kommt der Temperaturbereich. Ein Motor arbeitet nicht konstant bei Zimmertemperatur. Materialien, die im Labor bei Raumtemperatur gut aussehen, können bei höheren Temperaturen deutlich nachlassen. Deshalb ist ein häufiges Muster in der Magnetforschung, dass frühe Resultate sehr vielversprechend wirken, die spätere „Alltagsprüfung“ aber noch Jahre braucht.

Die Berichte zu C16‑Borid gehen auf eine wissenschaftliche Veröffentlichung aus dem Jahr 2025 zurück, ergänzt durch Einträge in Datenbanken wie PubMed und durch begleitende Mitteilungen aus dem Hochschulumfeld. Wichtig ist dabei, was genau untersucht wurde. Es geht nicht um fertige Magnetblöcke, wie man sie aus Motoren kennt, sondern vor allem um sehr dünne Materialschichten, sogenannte Dünnfilme.

Dünnfilme sind Schichten, die auf ein Substrat aufgebracht werden, ähnlich wie eine sehr kontrollierte Beschichtung. Forschende nutzen solche Schichten, um viele Materialmischungen schnell zu testen. Ein verbreiteter Ansatz heißt kombinatorisches Sputtern. Dabei werden mehrere Ausgangsmaterialien gleichzeitig verdampft und als Film abgeschieden. Auf einem Träger entstehen so Bereiche mit leicht unterschiedlicher Zusammensetzung, die man systematisch messen kann.

Bei C16‑Borid ist der Kernpunkt eine spezielle Kristallstruktur, die als C16‑Phase bezeichnet wird. Der spannende Befund ist, dass diese Struktur in sogenannten High-Entropy-Boriden stabilisiert werden konnte. High Entropy bedeutet, dass nicht nur ein oder zwei Metalle im Gitter sitzen, sondern mehrere in ähnlichen Anteilen. Das wirkt zunächst nach Chaos, soll hier aber eine Kombination aus Ordnung und niedriger Symmetrie ermöglichen. Und genau diese niedrige Symmetrie kann magnetische Anisotropie stärken.

In den öffentlich zugänglichen Zusammenfassungen wird berichtet, dass die magnetische Anisotropie in dieser Materialfamilie sehr hoch ausfallen kann. Teilweise werden Größenordnungen genannt, die an starke Magnete heranreichen. Einige Berichte erwähnen zudem eine deutlich erhöhte Koerzitivfeldstärke gegenüber einfacheren Boriden. Solche Aussagen sind ein gutes Signal, ersetzen aber noch keine vollständige Bewertung, weil für den Einsatz als Permanentmagnet weitere Kennzahlen entscheidend sind, etwa Remanenz, Energieprodukt und Verhalten bei höheren Temperaturen. In den frei zugänglichen Mitteilungen sind diese Details nur begrenzt enthalten.

Deshalb ist der richtige Zwischenstand nüchtern. C16‑Borid wirkt als Materialidee plausibel und wird in einer peer-reviewten Studie diskutiert. Gleichzeitig ist es nach heutigem Stand eher ein Forschungsbaukasten als ein Bauteil. Ob daraus ein Magnet für Traktionsmotoren wird, hängt davon ab, ob sich ähnliche Eigenschaften in größeren, dichten Proben erzielen lassen, und ob sie unter Hitze und Belastung stabil bleiben.

Warum ist das Thema plötzlich politisch und wirtschaftlich. Weil Magnete ein klassisches Nadelöhr sind. Selbst wenn ein E-Auto „nur“ ein paar Kilogramm Magnetmaterial braucht, kann die Wirkung groß sein. Erstens, weil die Nachfrage über viele Branchen gleichzeitig wächst, von Elektromobilität bis Energietechnik. Zweitens, weil die Lieferkette nicht nur aus Bergbau besteht, sondern aus mehreren Verarbeitungsschritten, die nicht beliebig schnell skalieren.

Ein Material wie C16‑Borid würde nicht automatisch alles billiger machen. Bor ist zwar weit verbreitet, aber auch hier spielen Förderung, Chemie und industrielle Kapazitäten eine Rolle. Berichte aus dem Technikjournalismus weisen außerdem darauf hin, dass bestimmte Borverbindungen regulatorisch und im Arbeitsschutz relevant sein können. Ein Wechsel weg von Seltenen Erden kann Abhängigkeiten also reduzieren, aber auch neue Schwerpunkte setzen. Das ist ein normaler Effekt bei Materialsubstitution.

Ökonomisch interessant ist vor allem die Stabilität. Wenn ein Hersteller seine Motoren mit einem Material bauen kann, das weniger stark von wenigen Lieferstufen abhängt, wird Planung einfacher. Das kann sich über Jahre in Kosten niederschlagen, auch wenn das Material selbst nicht „spottbillig“ ist. Dazu kommt ein industriepolitischer Aspekt. Forschung, Pilotfertigung und Recycling können in Regionen aufgebaut werden, die bisher bei Magneten eher Zuschauer waren. Das stärkt Resilienz, ohne dass dafür jemand „verliererhaft“ sein muss.

Realistisch ist aber auch, dass neue Materialien zuerst in Nischen landen. Dünnfilme passen eher zu Sensoren, Datenspeicherung oder Spezialbauteilen als zu kilogrammschweren Motor-Magneten. Der Weg in den Antrieb würde voraussichtlich über Pulver, Pressen und Sintern führen, also über Prozesse, die eine ganz andere Qualitätskontrolle brauchen als ein Laborfilm. Dazu kommt die Frage des Recyclings. Für NdFeB-Magnete entstehen bereits Verfahren, die Magnete zurückgewinnen oder neu verarbeiten. Eine neue Materialklasse müsste dieses Ökosystem erst aufbauen.

Wer das Thema verfolgen will, kann auf drei Signale achten. Erscheinen unabhängige Replikationsstudien, die ähnliche Werte zeigen. Gibt es Daten zu Temperaturstabilität und zu makroskopischen Proben. Und tauchen Pilotlinien oder Industriekooperationen auf, die über Demonstratoren hinausgehen. Erst dann wird aus einer wissenschaftlichen Option ein Faktor, der E‑Autos langfristig günstiger machen könnte.

Starke Permanentmagnete sind ein leiser, aber zentraler Baustein moderner Elektromobilität. Dass viele dieser Magnete Seltene Erden enthalten, ist technisch begründet, schafft aber wirtschaftliche Risiken durch konzentrierte Lieferketten. Die Forschung an C16‑Borid zeigt, dass es ernstzunehmende Ideen gibt, magnetische Anisotropie und Stabilität auch mit häufigeren Elementen zu erreichen.

Gleichzeitig ist der Stand Anfang 2026 klar begrenzt. Die vielversprechenden Resultate stammen überwiegend aus Dünnfilm-Experimenten und benötigen noch unabhängige Bestätigung sowie Daten zu Temperaturverhalten und zu größeren Proben. Wenn diese Hürden genommen werden, könnten Magnete ohne Seltene Erden nicht nur Kosten senken, sondern auch Planungssicherheit erhöhen. Bis dahin bleibt es ein gutes Beispiel dafür, wie eng Materialforschung, Industrie und Wirtschaftspolitik heute miteinander verbunden sind.