Tesla Motors bi mogao razmotriti zamjenu magneta rijetkih zemalja sa feritima niskih performansi

Zbog problema u lancu snabdijevanja i zabrinutosti za okoliš, Teslin odjel za pogonski sklop radi na uklanjanju magneta retkih zemalja iz elektromotora i traži alternativu.

 

Tesla još nije izumio potpuno novi magnetni materijal, tako da će neko vrijeme možda koristiti postojeću tehnologiju, najvjerovatnije koristiti jeftine i jednostavne za proizvodnju ferite.

 

Pažljivim pozicioniranjem feritnih magneta i podešavanjem drugih aspekata dizajna motora, mnoga svojstva motora na pogon rijetkih zemalja mogu se replicirati. U ovom slučaju, težina motora je povećana samo za oko 30 posto, što je ovo u odnosu na ukupnu težinu automobila

Razlika može biti mala.

Novi magnetni materijal treba da ima sledeće tri osnovne karakteristike: 1) da bude magnetan: 2) da i dalje bude magnetan u prisustvu drugih magnetnih polja; 3) Može izdržati visoke temperature.

 

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

 

Prošlog mjeseca, na Teslinom događaju Investor Day, Elon Musk je objavio "Master Plan Part III". Među njima je jedan mali detalj izazvao pometnju u polju fizike. Colin Campbell, izvršni direktor u Teslinom odjelu pogonskih sklopova, najavio je da njegov tim radi na uklanjanju magneta retkih zemalja iz motora zbog problema u lancu snabdevanja i prekomernog negativnog uticaja proizvodnje magneta retkih zemalja.

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

 

Za magnetiste koji proučavaju magičnu moć određenih materijala zbog kretanja elektrona, identitet rijetke zemlje 1 je lako identificirati, to je neodimijum. Kada se doda uobičajenim elementima kao što su željezo i bor, ovaj metal može pomoći u stvaranju jakog, uvijek uključenog magnetnog polja. Ali malo materijala ima ovaj kvalitet, proizvodeći Tesla automobile koji su dovoljno veliki da pomjere više od 2,000 kilograma ožiljaka, a magnetna polja mnogih drugih stvari, od industrijskih robota do borbenih aviona, imaju manje elemenata rijetkih zemalja. Ako se Tesla računa

Za uklanjanje neodimijuma i drugih retkozemnih elemenata iz motora, koji magnet će koristiti umesto toga?

 

Jedno je sigurno za fizičare: Tesla nije izmislio potpuno novi magnetni materijal. Andy Blackburn, izvršni potpredsjednik strategije u NIron Magnetics, rekao je: "Za više od 100 godina, možda ćemo imati samo nekoliko prilika da nabavimo nove komercijalne magnete." NIronMagnetics je jedan od rijetkih startupa koji pokušava iskoristiti sljedeću priliku.

 

Blackburn i drugi vjeruju da je vjerovatnije da je Tesla odlučio da koristi mnogo manje moćan magnet. Među brojnim mogućnostima, najočitiji kandidat je ferit: keramika sastavljena od gvožđa i kiseonika, sa malom količinom metala, kao što je stroncijum, se meša. Od 50-ih godina 20. veka je jeftin i lak za proizvodnju širom sveta

Vrata frižidera se proizvode na ovaj način.

 

Ali po zapremini, ferit je samo jedna desetina magnetizma neodimijumskih magneta, što postavlja nova pitanja. Prvi izvršni direktor Tesle Elon Musk oduvijek je bio poznat po tome što je bio beskompromisan, ali ako Tesla želi preći 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 kompanija Tesla i magnetna jedinica "Tesla" nose ime po istoj osobi. Kada elektroni prolaze kroz žice u motoru Prilikom okretanja, oni stvaraju elektromagnetno polje koje gura suprotnu magnetnu silu, uzrokujući da osovina motora pokreće kotače da se okreću.

Za zadnje točkove Teslinih vozila ove sile obezbeđuje elektromotor sa trajnim magnetom, koji je vrsta motora koji ima čudan materijal koji stabilizuje magnetno polje bez ikakvog strujnog unosa, zahvaljujući genijalnom okretanju elektrona oko atoma. Special Sla je tek prije pet godina počeo dodavati ove magnete u automobile kako bi produžio vijek trajanja baterije bez nadogradnje dometa baterije i povećanog obrtnog momenta. Prije toga, kompanija je koristila indukcione motore proizvedene oko elektromagneta, kroz koje su prolazili elektromagneti.

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

 

Teslin potez da napusti retke zemlje i magnete može izgledati pomalo čudno. Automobilske kompanije su često opsjednute efikasnošću na suhom, 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 mnogi projekti koji su se ranije smatrali previše neefikasnim ponovo se pojavljuju.

 

Ovo je navelo proizvođače automobila, uključujući Teslu, da proizvode više automobila koji koriste litijum-gvozdeno-fosfatne (LFP) baterije. Sa onim baterijama koje sadrže elemente kao što su kobalt i nikl obično imaju kraći domet od baterija. Ovo je starija tehnologija,

Veća težina i manji kapacitet skladištenja. Trenutni Model 3, pokretan motorom pri malim brzinama, ima domet od 272 milje (otprilike 438 km), dok model S dugog dometa s naprednijim baterijama može doseći 400 milja (640 km). Ali usvajanje litijum-gvozdenih fosfatnih baterija može biti mudriji komercijalni izbor, jer izbegava upotrebu skupljih ili čak egzistencijalnih. Materijal političkog rizika.

 

Malo je vjerovatno da će Tesla jednostavno zamijeniti magnete, poput ferita, nečim lošijim, i ništa drugo. Fizičarka sa Univerziteta Upsala Alena Vishna rekla je: "Nosit ćete ogroman komad magnetizma u automobilskom gvožđu. "Srećom, motori su prilično složene mašine, sastavljene od mnogo drugih dijelova koji bi teoretski mogli biti preuređeni u kolonu kako bi se ublažio utjecaj korištenja slabijih magneta.

 

U kompjuterskom modelu, kompanija za materijale Proterial je nedavno utvrdila, pažljivim pozicioniranjem feritnog magneta i podešavanjem seta motora. U drugim aspektima, mnogi indikatori performansi pogonskih motora retkih zemalja 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.

 

Uprkos ovim glavoboljama, automobilske kompanije imaju mnogo razloga da napuste elemente retkih zemalja, ali samo ako to učine, ako to možete. Vrijednost cjelokupnog tržišta rijetkih zemalja je otprilike ista kao i američko tržište jaja, a u teoriji, rijetki zemni juani prajmeri mogu se kopati, obraditi i pretvoriti u magnetizam širom svijeta željeza, ali u stvari postoje mnogi izazovi za ove procese.

 

Thomas Krummer, analitičar minerala i popularni bloger o satovima retkih zemalja, rekao je: "To je posao od 10 milijardi dolara, ali vrijednost proizvoda koji se stvaraju godišnje je između 2 biliona i 3 triliona dolara, što je ogromna poluga. Automobil Istina je i da čak i ako sadrže samo nekoliko kilograma ove supstance, njihovo uklanjanje znači da automobili više ne možete tako raditi.

 

Sjedinjene Države i Evropa pokušavaju da diverzifikuju ovaj lanac snabdevanja. Kalifornijski rudnici retkih zemlja, koji su zatvoreni početkom 21. veka, nedavno su ponovo otvoreni

Nekadašnje snabdijevanje 15 posto svjetskih rijetkih zemalja. U Sjedinjenim Državama, vladinim agencijama, posebno Ministarstvu odbrane, potrebna je oprema kao što su avioni i sateliti

Pružajući snažne magnete, oni žele ulagati u lance nabavke kako u zemlji tako iu regijama kao što su Japan i Evropa. Ali s obzirom na uspjeh Ovo je spor proces koji traje godinama ili čak decenijama. Istovremeno, 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 se trenutno koristi u električnim vozilima, što je novo tržište. Istovremeno, cijene rijetkih zemalja često variraju, a eksterne kompanije često ne mogu predvidjeti ove faktore

Plain.

 

Jim Chelikowski, fizičar koji proučava magnetne materijale na Univerzitetu Teksas u Austinu, rekao je da ukratko, ako ste u industriji u kojoj se mogu pronaći alternativni proizvodi, to bi moglo biti izvanredno. Ali on je rekao da je potraga bila bolja od ferita. Postoji niz razloga za bolje alternative magnetima retkih zemalja. Izazov je pronaći materijal sa tri osnovne karakteristike: 1) mora biti magnetan; 2) nastavlja da bude magnetna u prisustvu drugih magnetnih polja; i 3) može izdržati visoke temperature. Termalni magneti više nisu magneti.

 

Istraživači vrlo dobro znaju koji hemijski elementi čine dobre magnete, ali postoje milioni potencijalnih atomskih aranžmana Seme. Neki takozvani lovci na magnete koriste pristup da počnu sa stotinama hiljada mogućih materijala i iskorijene one koji sadrže rijetke zemlje, a zatim koriste mašinsko učenje kako bi predvidjeli magnetska svojstva preostalog materijala. Krajem prošle godine, Chelikows Key et al. koristio sistem za stvaranje novog visoko magnetnog materijala koji sadrži kobalt. Često je najveći izazov pronalaženje novih magneta koje je lako proizvesti. Vicina sa Univerziteta Upsala objasnio je da su neki novorazvijeni magneti, poput onih koji sadrže mangan, obećavajući, ali nestabilni. U drugim slučajevima, naučnici znaju da je materijal izuzetno magnetan, ali se ne može masovno proizvoditi. To uključuje tetragonit, spoj nikla i gvožđa koji se nalazi samo u meteoritima koji moraju proći hiljadama godina sporog hlađenja da bi precizno rasporedili svoje atome u pravo stanje. U laboratoriji su napori da se proces pomakne brže naprijed, ali još uvijek ne urode plodom.

 

Pokretanje magneta Niron: Kopirajte sve i potražite neke. Kompanija kaže da proizvodi magnete od željeznog nitrida teoretski u poređenju sa neodimijumom koji je magnetniji. Ali to je također hlapljiv materijal koji je teško proizvesti i sačuvati u željenom obliku. Blackburn je rekao da kompanija napreduje, ali ne može proizvesti dovoljno moćne magnete za Teslinu sljedeću generaciju automobila. Prvi korak, kaže on, je postavljanje novog magneta u manje uređaje kao što su zvučni sistemi.

 

Thomas Krummer, rudarski analitičar i popularni bloger o satovima retkih zemalja, rekao je da nije jasno da li će drugi proizvođači automobila pratiti Teslin potez da napusti retke zemlje. Neke kompanije mogu insistirati na tome da se nacionalni akreditivi pomeraju pažljivo, dok druge

Kopiraj Odaberite sve i potražite neke kompanije će koristiti indukciju za premještanje Yunshan Zhoukou stvari. Čak bi i Tesla mogao da iskoristi nekoliko grama retkih zemalja na budućim automobilima, razbacanih po mestima kao što su automatski prozori, servo upravljač i brisači.

 

Na Teslinom događaju Investor Day, slajd koji je upoređivao sadržaj retkih zemalja je zapravo poređenje čitavog automobila trenutne generacije sa čitavim automobilom trenutne generacije. Upoređeni su budući motori, što bi moglo biti reklamni trik. Zaobilazna rešenja kao što je Tesla su u razvoju, Zamena materijala retkih zemalja u motorima može biti dobra stvar, ali kao što Krumer kaže, "Bojim se da nemamo dovoljno vremena."

 

KRAJ