„Tesla Motors“ gali apsvarstyti galimybę retųjų žemių magnetus pakeisti žemo našumo feritais

Dėl tiekimo grandinės problemų ir aplinkosaugos problemų Tesla jėgos agregatų padalinys stengiasi pašalinti retųjų žemių magnetus iš elektros variklių ir Ieško alternatyvų.

 

Tesla dar neišrado visiškai naujos magnetinės medžiagos, todėl kurį laiką gali naudoti esamą technologiją, greičiausiai naudos pigius ir lengvai pagaminamus feritus.

 

Kruopščiai nustatant ferito magnetus ir koreguojant kitus variklio konstrukcijos aspektus, daugelį retųjų žemių varomų variklių savybių galima pakartoti pagal indeksą. Šiuo atveju variklio svoris padidėjo tik apie 30 procentų, tai yra, palyginti su visu automobilio svoriu.

Skirtumas gali būti nedidelis.

Naujoji magnetinė medžiaga turi turėti šias tris pagrindines charakteristikas: 1) ji turi būti magnetinė: 2) ji išlieka magnetinė esant kitiems magnetiniams laukams; 3) gali atlaikyti aukštą temperatūrą.

 

„Tencent Technology News“ naujienos, elektromobilių gamintojas „Tesla“ teigė, kad jos automobilių varikliuose nebebus naudojami retųjų žemių elementai, o tai reiškia, kad „Tesla“ ragaujantys inžinieriai turės atskleisti savo kūrybiškumą, kad rastų alternatyvų.

 

Praėjusį mėnesį „Tesla“ investuotojų dienos renginyje Elonas Muskas išleido „Pagrindinį planą III“. Tarp jų yra Nedidelė detalė, sukėlusi ažiotažą fizikos srityje. Colinas Campbellas, Tesla jėgos agregatų padalinio vadovas, paskelbė, kad jo komanda dirba ties retųjų žemių magnetų pašalinimu iš variklių dėl tiekimo grandinės problemų ir per didelio neigiamo retųjų žemių magnetų gamybos poveikio.

Kad tai pasiektų, Campbellas pristatė dvi skaidres su trimis paslaptingomis medžiagomis, kurios buvo sumaniai pažymėtos Retųjų žemių 1, retųjų žemių 2 ir 3 retųjų žemių. Pirmoji skaidrė atspindi dabartinę Teslos būklę, kurioje kiekvienoje transporto priemonėje sunaudojama nuo pusės kilogramo iki 10 gramų. Antroje skaidrėje naudojamų retųjų žemių elementų skaičius sumažėja iki nulio.

 

Magnetistams, tyrinėjantiems magišką tam tikrų medžiagų galią dėl elektronų judėjimo, retųjų žemių 1 tapatybę lengva nustatyti, tai yra neodimis. Pridėjus įprastų elementų, tokių kaip geležis ir boras, šis metalas gali padėti sukurti stiprų, visada veikiantį magnetinį lauką. Tačiau tik nedaugelis medžiagų turi tokią kokybę, gaminant Tesla automobilius, kurie yra pakankamai dideli, kad galėtų perkelti daugiau nei 2,000 kilogramų randus, o daugelio kitų dalykų magnetiniai laukai – nuo ​​pramoninių robotų iki naikintuvų – turi mažiau retųjų žemių elementų. Jei Tesla skaičiuoja

Kurį magnetą jis naudos, kad pašalintumėte neodimį ir kitus retųjų žemių elementus iš variklio?

 

Fizikams aišku vienas dalykas: Tesla neišrado visiškai naujos magnetinės medžiagos. Andy Blackburn, „NIron Magnetics“ strategijos vykdomasis viceprezidentas, sakė: „Per daugiau nei 100 metų galbūt turėsime tik keletą galimybių įsigyti naujų komercinių magnetų“. NIronMagnetics yra vienas iš nedaugelio startuolių, bandančių pasinaudoti kita galimybe.

 

„Blackburn“ ir kiti mano, kad labiau tikėtina, kad „Tesla“ nusprendė naudoti daug mažiau galingą magnetą „Bus it“. Tarp daugelio galimybių akivaizdžiausias kandidatas yra feritas: keramika, sudaryta iš geležies ir deguonies, sumaišoma su nedideliu kiekiu metalo, pavyzdžiui, stroncio. Jis yra pigus ir lengvai gaminamas visame pasaulyje nuo XX amžiaus šeštojo dešimtmečio

Taip gaminamos šaldytuvo durys.

 

Tačiau pagal tūrį feritai yra tik viena dešimtoji neodimio magnetų magnetizmo, todėl kyla naujų klausimų. Pirmasis „Tesla“ vadovas Elonas Muskas visada buvo žinomas kaip bekompromisis, bet jei „Tesla“ ketina pereiti prie ferito, atrodo, kad ji turi ką nors padaryti.

Kai kurios nuolaidos. Nesunku manyti, kad akumuliatoriai yra elektromobilių galia, tačiau iš tikrųjų elektromagnetizmas varo elektromobilius. Neatsitiktinai ir Tesla kompanija, ir magnetinis blokas „Tesla“ pavadinti to paties asmens vardu. Kai elektronai teka variklyje esančiais laidais Sukant jie sukuria elektromagnetinį lauką, kuris stumia priešingą magnetinę jėgą, todėl variklio velenas varo ratus.

Tesla transporto priemonių galiniams ratams šias jėgas suteikia elektros variklis su nuolatiniu magnetu, kuris yra variklio tipas, turintis keistą medžiagą, stabilizuojančią magnetinį lauką be jokios srovės įvesties dėl išradingo elektronų sukimosi aplink atomus. Special Sla pradėjo dėti šiuos magnetus į automobilius tik maždaug prieš penkerius metus, kad pailgintų akumuliatoriaus veikimo laiką, neatnaujinant akumuliatoriaus diapazono ir padidinto sukimo momento. Prieš tai įmonė naudojo indukcinius variklius, pagamintus aplink elektromagnetus, pro kuriuos praeidavo elektromagnetai

Magnetizmas susidaro vartojant elektros energiją. Tie modeliai su priekyje sumontuotu varikliu vis dar naudoja šį modelį.

 

Teslos žingsnis atsisakyti retųjų žemių ir magnetų gali atrodyti šiek tiek keistas. Automobilių kompanijos dažnai yra apsėstos sauso efektyvumo, ypač elektra varomų transporto priemonių atveju, jos vis dar stengiasi įtikinti vairuotojus įveikti atstumo baimę. Bet su automobilių gamintojais

Pradedama plėsti elektromobilių gamyba, vėl atsiranda daug projektų, kurie anksčiau buvo laikomi pernelyg neefektyviais.

 

Tai paskatino automobilių gamintojus, įskaitant „Tesla“, gaminti daugiau automobilių, kuriuose naudojamos ličio geležies fosfato (LFP) baterijos. Baterijos, kuriose yra tokių elementų kaip kobaltas ir nikelis, paprastai veikia trumpiau nei baterijos. Tai senesnė technologija,

Didesnis svoris ir mažesnė saugojimo talpa. Dabartinis „Model 3“, varomas mažu greičiu, gali nuvažiuoti 272 mylias (apie 438 km), o ilgo nuotolio „Model S“ su pažangesnėmis baterijomis gali pasiekti 400 mylių (640 km). Tačiau naudoti ličio geležies fosfato baterijas gali būti išmintingesnis komercinis pasirinkimas, nes taip išvengiama brangesnių ar net egzistencinių. Politinės rizikos medžiaga.

 

Mažai tikėtina, kad „Tesla“ tiesiog pakeis magnetus, pavyzdžiui, feritus, kažkuo blogesniu, ir nieko daugiau. Upsalos universiteto fizikė Alena Višna sakė: „Automobilyje lygintuvas nešiosi didžiulį magnetizmo gabalą. Laimei, varikliai yra gana sudėtingos mašinos, sudarytos iš daugybės kitų dalių, kurias teoriškai būtų galima pertvarkyti, kad būtų sumažintas silpnesnių magnetų poveikis.

 

Kompiuteriniame modelyje medžiagų bendrovė „Proterial“ neseniai nustatė, atidžiai nustatydama ferito magnetą ir sureguliuodama variklio komplektą. Šiuo atveju tik variklio svoris Padidėjus maždaug 30 procentų, skirtumas gali būti nedidelis, palyginti su visu automobilio svoriu.

 

Nepaisant šių galvos skausmų, automobilių įmonės turi daug priežasčių atsisakyti retųjų žemių elementų, bet tik tuo atveju, jei tai padarys, jei galite tai padaryti. Visos retųjų žemių rinkos vertė yra maždaug tokia pati kaip Amerikos kiaušinių rinkos, o teoriškai retųjų žemių ženminbi juanius galima išgauti, apdoroti ir konvertuoti į magnetizmą visame pasaulyje, tačiau iš tikrųjų šie procesai turi daug iššūkių.

 

Mineralų analitikas ir populiarus retųjų žemių laikrodžių tinklaraštininkas Thomas Krummeris sakė: „Tai yra 10 milijardų dolerių sandoris, tačiau kasmet sukuriamų produktų vertė yra nuo 2 trilijonų iki 3 trilijonų dolerių, o tai yra didžiulis svertas. Automobilis Taip pat tiesa, kad net jei juose yra tik keli kilogramai šios medžiagos, jų pašalinimas reiškia, kad automobiliai nebegali to padaryti.

 

Jungtinės Valstijos ir Europa bando diversifikuoti šią tiekimo grandinę. Kalifornijos retųjų žemių kasyklos, kurios buvo uždarytos XXI amžiaus pradžioje, neseniai vėl atidarytos

Buvęs 15 procentų pasaulio retųjų žemių elementų tiekimas. Jungtinėse Amerikos Valstijose vyriausybinėms agentūroms, ypač Gynybos departamentui, reikia tokios įrangos kaip orlaiviai ir palydovai

Teikdami galingus magnetus, jie nori investuoti į tiekimo grandines tiek šalies viduje, tiek tokiuose regionuose kaip Japonija ir Europa. Tačiau turint omenyje sėkmę Tai lėtas procesas, trunkantis metus ar net dešimtmečius. Tuo pačiu metu magnetų įdėjimo į dekarbonizacijos įrankius, tokius kaip automobiliai ir vėjo turbinos, paklausa taip pat auga.

Rinkos tyrimų instituto „AdamasIntelligence“ duomenimis, šiuo metu elektrinėse transporto priemonėse naudojama 12 procentų retųjų žemių metalų, o tai yra tik nauja rinka. Tuo pačiu metu retųjų žemių kainos dažnai smarkiai svyruoja, o išorės įmonės dažnai negali numatyti šių veiksnių

Paprastas.

 

Jimas Chelikowskis, fizikas, studijuojantis magnetines medžiagas Teksaso universitete Ostine, sakė, kad jei esate pramonėje, kurioje galima rasti alternatyvių produktų, tai gali būti nepaprasta. Tačiau jis sakė, kad paieška buvo geriau nei feritas. Yra įvairių priežasčių, kodėl retųjų žemių magnetams reikia pasirinkti geresnes alternatyvas. Iššūkis yra rasti medžiagą, kuri turėtų tris pagrindines charakteristikas: 1) ji turi būti magnetinė; 2) jis ir toliau yra magnetinis esant kitiems magnetiniams laukams; ir 3) gali atlaikyti aukštą temperatūrą. Šiluminiai magnetai nebėra magnetai.

 

Tyrėjai labai gerai žino, kurie cheminiai elementai sukuria gerus magnetus, tačiau yra milijonai galimų atominių išdėstymų Sėklos. Kai kurie vadinamieji magnetų medžiotojai laikosi požiūrio pradėti nuo šimtų tūkstančių galimų medžiagų ir pašalinti tas, kuriose yra retųjų žemių medžiagų, o tada naudoja mašininį mokymąsi, kad nuspėtų likusios medžiagos magnetines savybes. Praėjusių metų pabaigoje Chelikows Key ir kt. naudojo sistemą, kad sukurtų naują labai magnetinę medžiagą, kurioje būtų kobalto.Dažnai didžiausias iššūkis yra rasti naujų magnetų, kuriuos būtų lengva gaminti. Vicina iš Upsalos universiteto paaiškino, kad kai kurie naujai sukurti magnetai, pavyzdžiui, turintys mangano, yra perspektyvūs, bet nestabilūs. Kitais atvejais mokslininkai žino, kad medžiaga yra nepaprastai magnetinė, tačiau ji negali būti gaminama masiškai. Tai apima tetragonitą, nikelio ir geležies junginį, randamą tik iš meteoritų, kurie turi būti tūkstančius metų lėtai aušinami, kad tiksliai sutvarkytų savo atomus į tinkamą būseną. Laboratorijoje pastangos greičiau pajudinti procesą į priekį tęsiasi, tačiau dar neduoda vaisių.

 

Magneto paleidimas Niron: nukopijuokite viską ir ieškokite kai kurių. Bendrovė teigia, kad teoriškai gamina geležies nitrido magnetus, palyginti su neodimiu, kuris yra labiau magnetinis. Tačiau tai taip pat yra laki medžiaga, kurią sunku pagaminti ir išsaugoti norima forma. „Blackburn“ teigė, kad bendrovė daro pažangą, tačiau negali pagaminti pakankamai galingų magnetų naujos kartos „Tesla“ automobiliams. Pirmasis žingsnis, pasak jo, yra įdėti naują magnetą į mažesnius įrenginius, tokius kaip garso sistemos.

 

Kasybos analitikas ir populiarus retųjų žemių laikrodžių tinklaraštininkas Thomas Krummeris teigė, kad neaišku, ar kiti automobilių gamintojai paseks Teslos žingsniu atsisakyti retųjų žemių medžiagų. Kai kurios įmonės gali reikalauti, kad nacionaliniai įgaliojimai būtų judinami atsargiai, o kitos

Kopijuoti Pasirinkite viską ir ieškokite kai kurių įmonių, kurios naudos indukciją Yunshan Zhoukou daiktams perkelti. Net Tesla būsimuose automobiliuose galėtų panaudoti kelis gramus retųjų žemių metalų, išsibarsčiusių tokiose vietose kaip automatiniai langai, vairo stiprintuvas ir priekinio stiklo valytuvai.

 

„Tesla“ Investuotojų dienos renginyje skaidrė, kurioje lyginamas retųjų žemių turinys, iš tikrųjų buvo lyginamas visos dabartinės kartos automobilis su visos dabartinės kartos automobiliu. Buvo lyginami ateities varikliai, o tai gali būti reklaminis triukas. Kuriami sprendimai, tokie kaip „Tesla“, retųjų žemių medžiagų keitimas varikliuose gali būti geras dalykas, tačiau, kaip sako Krummeris: „Bijau, kad neturime pakankamai laiko“.

 

GALAS