Tesla Motors bi mogao razmotriti zamjenu magneta rijetkih zemalja feritima niske učinkovitosti

Zbog problema s opskrbnim lancem i zabrinutosti za okoliš, Teslin odjel za pogonske sklopove radi na uklanjanju magneta rijetkih zemalja iz električnih motora i traži alternative.

 

Tesla još nije izumio potpuno novi magnetski materijal, tako da bi mogao neko vrijeme koristiti postojeću tehnologiju, najvjerojatnije da će koristiti jeftine ferite lake za proizvodnju.

 

Pažljivim postavljanjem feritnih magneta i prilagodbom drugih aspekata dizajna motora, mnoga svojstva motora koje pokreće rijetka zemlja mogu se replicirati Index. U ovom slučaju, težina motora se povećala samo za oko 30 posto, što je ovo u odnosu na ukupnu težinu automobila

Razlika može biti mala.

Novi magnetski materijal mora imati sljedeće tri osnovne karakteristike: 1) mora biti magnetičan: 2) ostaje magnetičan u prisutnosti drugih magnetskih polja; 3) Može izdržati visoke temperature.

 

Tencent Technology News, proizvođač električnih automobila Tesla rekao je da njegovi automobilski motori više neće koristiti elemente rijetke zemlje, što znači da će inženjeri koji kušaju Teslu morati osloboditi svoju kreativnost kako bi pronašli alternative.

 

Prošlog mjeseca, na događaju Teslinog dana investitora, Elon Musk je objavio "Master Plan Part III." Među njima je Mali detalj koji je izazvao pomutnju u području fizike. Colin Campbell, izvršni direktor Teslinog pogonskog odjela, objavio je da njegov tim radi na uklanjanju magneta rijetkih zemalja iz motora zbog problema s opskrbnim lancem i pretjeranog negativnog utjecaja proizvodnje magneta rijetkih zemalja.

Kako bi to postigao, Campbell je predstavio dva slajda koji uključuju tri tajanstvena materijala koji su pametno označeni kao Za rijetke zemlje 1, Rijetke zemlje 2 i Rijetke zemlje 3. Prvi slajd predstavlja trenutno stanje Tesle, koja koristi od pola kilograma do 10 grama u svakom vozilu. Na drugom slajdu, broj korištenih elemenata rijetke zemlje pada na nulu.

 

Za magnetiste koji proučavaju magičnu moć određenih materijala zbog kretanja elektrona, identitet rijetke zemlje 1 je lako identificirati, to je neodim. Kada se doda uobičajenim elementima kao što su željezo i bor, ovaj metal može pomoći u stvaranju snažnog, uvijek uključenog magnetskog polja. Ali malo materijala ima ovu kvalitetu, proizvodeći Tesla automobile koji su dovoljno veliki da pomaknu više od 2,000 kilograma teške ožiljke, a magnetska polja mnogih drugih stvari od industrijskih robota do borbenih zrakoplova, imaju manje elemenata rijetke zemlje. Ako se Tesla računa

Za uklanjanje neodimija i drugih elemenata rijetke zemlje iz motora, koji će se magnet koristiti umjesto toga?

 

Jedno je za fizičare sigurno: Tesla nije izumio potpuno novi magnetski materijal. Andy Blackburn, izvršni potpredsjednik strategije u NIron Magnetics, rekao je: "U više od 100 godina, možda ćemo imati samo nekoliko prilika za nabavu novih komercijalnih magneta." NIronMagnetics jedan je od rijetkih startupa koji pokušavaju iskoristiti sljedeću priliku.

 

Blackburn i drugi vjeruju da je vjerojatnije da je Tesla odlučio upotrijebiti puno manje snažan magnet. Među mnogim mogućnostima, najočitiji kandidat je ferit: keramika sastavljena od željeza i kisika, s malom količinom metala, poput stroncija, pomiješana je. Jeftin je i jednostavan za proizvodnju diljem svijeta od 50-ih godina 20. stoljeća

Na ovaj način se proizvode vrata hladnjaka.

 

Ali po volumenu, feriti su samo jedna desetina magnetizma neodimijskih magneta, što otvara nova pitanja. Teslin prvi direktor Elon Musk oduvijek je bio poznat po beskompromisnosti, ali ako će Tesla prijeći na ferit, čini se da mora nešto napraviti

Neki ustupci. Lako je misliti da su baterije snaga električnih automobila, ali zapravo je elektromagnetizam taj koji pokreće električne automobile. Nije slučajno da i tvrtka Tesla i magnetska jedinica "Tesla" nose ime po istoj osobi. Kada elektroni teku kroz žice u motoru. Prilikom okretanja stvaraju elektromagnetsko polje koje gura suprotnu magnetsku silu, uzrokujući da osovina motora pokreće kotače.

Za stražnje kotače Teslinih vozila te sile osigurava električni motor s trajnim magnetom, što je vrsta motora koji ima čudan materijal koji stabilizira magnetsko polje bez ikakvog strujnog unosa, zahvaljujući genijalnoj vrtnji elektrona oko atoma. Special Sla je tek prije otprilike pet godina počeo dodavati ove magnete u automobile kako bi produžio vijek trajanja baterije bez nadogradnje raspona baterije i povećanja okretnog momenta. Prije toga, tvrtka je koristila indukcijske motore proizvedene oko elektromagneta, kroz koje su prolazili elektromagneti

Magnetizam nastaje trošenjem električne energije. Oni modeli s prednjim motorom i danas koriste ovaj model.

 

Teslin potez da napusti rijetke zemlje i magnete može se činiti pomalo čudnim. Automobilske tvrtke često su opsjednute suhom učinkovitošću, posebno u slučaju električnih vozila, još uvijek se bore da uvjere vozače da prevladaju strah od dometa. Ali kod proizvođača automobila

Počinje širenje proizvodnje električnih vozila, a ponovno se pojavljuju mnogi projekti koji su se prije smatrali previše neučinkovitima.

 

To je potaknulo proizvođače automobila, uključujući Teslu, da proizvode više automobila koji koriste litij željezo fosfatne (LFP) baterije. Uz te baterije koje sadrže elemente kao što su kobalt i nikal obično imaju kraći domet od baterija. Ovo je starija tehnologija,

Veća težina i manji kapacitet skladištenja. Trenutačni Model 3, pokretan strujom male brzine, ima domet od 272 milje (otprilike 438 km), dok Model S dugog dometa s naprednijim baterijama može doseći 400 milja (640 km). No usvajanje litij-željezo-fosfatnih baterija moglo bi biti mudriji komercijalni izbor, jer se time izbjegava korištenje skupljih ili čak egzistencijalnih Materijal političkog rizika.

 

Malo je vjerojatno da će Tesla jednostavno zamijeniti magnete, poput ferita, nečim lošijim, ali ništa drugo ne promijeniti. Fizičarka sa Sveučilišta Uppsala, Alena Vishna, rekla je: "Nosit ćete ogroman komad magnetizma u automobilskoj pegli. "Srećom, motori su prilično složeni strojevi, sastavljeni od puno drugih dijelova koji bi se teoretski mogli preurediti u stupac kako bi se ublažio utjecaj korištenja slabijih magneta.

 

U kompjutorskom modelu, tvrtka za materijale Proterial nedavno je utvrdila, pažljivim postavljanjem feritnog magneta i podešavanjem sklopa motora. U drugim aspektima, mnogi pokazatelji performansi pogonskih motora za rijetke zemlje mogu se replicirati. U ovom slučaju, samo težina motora Uz povećanje od oko 30 posto, razlika može biti mala u odnosu na ukupnu težinu automobila.

 

Unatoč ovim glavoboljama, automobilske tvrtke imaju mnogo razloga da napuste elemente rijetke zemlje, ali samo ako to učine. Ako vi to možete. Vrijednost cjelokupnog tržišta rijetkih zemalja približno je ista kao američko tržište jaja, a teoretski, rijetke zemlje u juanima mogu se iskopavati, prerađivati ​​i pretvarati u magnetizam diljem svijeta željezo, ali zapravo postoje mnogi izazovi za te procese.

 

Thomas Krummer, analitičar minerala i popularni bloger satova o rijetkim zemljama, rekao je: "To je posao vrijedan 10 milijardi dolara, ali vrijednost proizvoda koji se stvaraju godišnje je između 2 bilijuna i 3 bilijuna dolara, što je ogromna poluga. Automobil Također je istina da čak i ako sadrže samo nekoliko kilograma ove tvari, njihovo uklanjanje znači da automobili više ne mogu voziti, osim ako niste voljni redizajnirati cijeli motor. ".

 

Sjedinjene Države i Europa pokušavaju diversificirati ovaj opskrbni lanac. Kalifornijski rudnici rijetke zemlje, koji su bili zatvoreni početkom 21. stoljeća, nedavno su ponovno otvoreni

Bivša zaliha od 15 posto svjetskih rijetkih zemalja. U Sjedinjenim Državama vladine agencije, posebice Ministarstvo obrane, trebaju opremu poput zrakoplova i satelita

Pružajući snažne magnete, oni žele ulagati u opskrbne lance kako u zemlji tako iu regijama poput Japana i Europe. Ali s obzirom na uspjeh, ovo je spor proces koji traje godinama ili čak desetljećima. U isto vrijeme, potražnja za ugradnjom magneta u alate za dekarbonizaciju kao što su automobili i vjetroturbine također je u porastu.

Prema institutu za istraživanje tržišta AdamasIntelligence, 12 posto rijetkih zemalja trenutno se koristi u električnim vozilima, što je tržište u povoju. U isto vrijeme, cijene rijetkih zemalja često jako variraju, a vanjske tvrtke često ne mogu predvidjeti te čimbenike

Običan.

 

Jim Chelikowski, fizičar koji proučava magnetske materijale na Sveučilištu Texas u Austinu, rekao je da bi ukratko, ako ste u industriji u kojoj se mogu pronaći alternativni proizvodi, to moglo biti izvanredno. Ali rekao je da je potraga bila bolja od ferita. Postoje razni razlozi za bolje alternative magnetima rijetkih zemalja. Izazov je pronaći materijal s tri osnovne karakteristike: 1) treba biti magnetičan; 2) nastavlja biti magnetski u prisutnosti drugih magnetskih polja; i 3) može izdržati visoke temperature. Termalni magneti više nisu magneti.

 

Istraživači vrlo dobro znaju koji kemijski elementi čine dobre magnete, ali postoje milijuni potencijalnih atomskih rasporeda Seed. Neki takozvani lovci na magnete započinju sa stotinama tisuća mogućih materijala i uklanjaju one koji sadrže rijetke zemlje, a zatim koriste strojno učenje za predviđanje magnetskih svojstava preostalog materijala. Krajem prošle godine Chelikows Key i sur. koristio je sustav za stvaranje novog visokomagnetskog materijala koji sadrži kobalt. Često je najveći izazov pronaći nove magnete koje je lako proizvesti. Vicina sa Sveučilišta Uppsala objasnio je da su neki novorazvijeni magneti, poput onih koji sadrže mangan, obećavajući, ali nestabilni. U drugim slučajevima, znanstvenici znaju da je materijal izuzetno magnetičan, ali se ne može masovno proizvoditi. To uključuje tetragonit, spoj nikla i željeza koji se nalazi samo u meteoritima koji moraju biti podvrgnuti tisućama godina sporog hlađenja kako bi se njegovi atomi precizno rasporedili u pravo stanje. U laboratoriju su u tijeku napori da se proces pomakne naprijed, ali još nisu urodili plodom.

 

Magnet startup Niron: Kopirajte sve i potražite neke. Tvrtka kaže da proizvodi magnete od željezovog nitrida teoretski u usporedbi s neodimijskim magnetima. Ali to je također hlapljiv materijal koji je teško proizvesti i sačuvati u željenom obliku. Blackburn je rekao da tvrtka napreduje, ali ne može proizvesti dovoljno snažne magnete za Teslinu sljedeću generaciju automobila. Prvi je korak, kaže, staviti novi magnet u manje uređaje poput zvučnih sustava.

 

Thomas Krummer, rudarski analitičar i popularni bloger satova rijetkih zemalja, rekao je da nije jasno hoće li drugi proizvođači automobila slijediti Teslin potez da napusti rijetke zemlje. Neke tvrtke mogu inzistirati na tome da se nacionalne vjerodajnice pažljivo premještaju dok druge

Kopiraj Odaberite sve i potražite neke tvrtke koje će koristiti indukciju za premještanje Yunshan Zhoukou stvari. Čak bi i Tesla mogao upotrijebiti nekoliko grama rijetkih metala na budućim automobilima, razbacanih po mjestima kao što su automatski prozori, servo upravljač i brisači vjetrobrana.

 

Na događaju Teslinog dana investitora, slajd koji je uspoređivao sadržaj rijetkih zemalja zapravo je uspoređivao čitavu trenutnu generaciju automobila s cijelom sadašnjom generacijom automobila Uspoređivani su motori budućnosti, što bi mogao biti reklamni trik. Zaobilazna rješenja kao što je Tesla su u razvoju, Zamjena materijala rijetkih zemalja u motorima može biti dobra stvar, ali kao što Krummer kaže, "Bojim se da nemamo dovoljno vremena."

 

KRAJ