Keturios pagrindinės retųjų žemių elementų taikymo kryptys naujose energijos transporto priemonėse

Pastaraisiais metais žodžiai „retųjų žemių elementai„, „naujos energijos transporto priemonės“ ir „integruota plėtra“ žiniasklaidoje pasirodo vis dažniau. Kodėl? Taip yra daugiausia dėl didėjančio šalies dėmesio aplinkos apsaugos ir energijos taupymo pramonės plėtrai bei milžiniško retųjų žemių elementų integravimo ir plėtros potencialo naujų energijos transporto priemonių srityje. Kokios yra keturios pagrindinės retųjų žemių elementų taikymo sritys naujos energijos transporto priemonėse?

△ Retųjų žemių nuolatinio magneto variklis

I

Retųjų žemių nuolatinio magneto variklis

Retųjų žemių nuolatinių magnetų variklis yra naujo tipo nuolatinių magnetų variklis, atsiradęs aštuntojo dešimtmečio pradžioje. Jo veikimo principas yra toks pat kaip ir elektriniu būdu sužadinamo sinchroninio variklio, išskyrus tai, kad pirmajame naudojamas nuolatinis magnetas, kuris pakeičia sužadinimo apviją. Palyginti su tradiciniais elektriniu sužadinimo varikliais, retųjų žemių nuolatinių magnetų varikliai turi didelių pranašumų, tokių kaip paprasta konstrukcija, patikimas veikimas, mažas dydis, lengvas svoris, maži nuostoliai ir didelis efektyvumas. Be to, variklio formą ir dydį galima lanksčiai projektuoti, todėl jis labai vertinamas naujų energijos šaltinių transporto priemonių srityje. Automobilių retųjų žemių nuolatinių magnetų varikliai daugiausia paverčia akumuliatoriaus elektros energiją mechanine energija, varydami variklio smagratį, kad jis suktųsi ir užvestų variklį.
II

Retųjų žemių energija varoma baterija

Retųjų žemių elementai gali ne tik dalyvauti ruošiant dabartines pagrindines ličio baterijų elektrodų medžiagas, bet ir būti žaliavomis teigiamų elektrodų, skirtų švino-rūgšties arba nikelio-metalo hidrido baterijoms, gamybai.

Ličio baterija: Dėl retųjų žemių elementų pridėjimo medžiagos struktūrinis stabilumas yra labai garantuojamas, o aktyvios ličio jonų migracijos trimačiai kanalai taip pat tam tikru mastu išsiplečia. Tai leidžia paruoštai ličio jonų baterijai pasiekti didesnį įkrovimo stabilumą, elektrocheminio ciklo grįžtamumą ir ilgesnį ciklo tarnavimo laiką.

Švino rūgšties akumuliatorius: vietiniai tyrimai rodo, kad retųjų žemių pridėjimas pagerina švino pagrindo lydinio elektrodų plokštės tempiamąjį stiprumą, kietumą, atsparumą korozijai ir deguonies išsiskyrimo viršįtampius. Retųjų žemių pridėjimas prie aktyviojo komponento gali sumažinti teigiamo deguonies išsiskyrimą, pagerinti teigiamo aktyviojo komponento panaudojimo greitį ir taip pagerinti akumuliatoriaus veikimą bei tarnavimo laiką.

Nikelio-metalo hidrido akumuliatorius: Nikelio-metalo hidrido akumuliatorius pasižymi didele savitąja talpa, didele srove, geru įkrovimo ir iškrovimo našumu bei neteršia aplinkos, todėl vadinamas „žaliuoju akumuliatoriumi“ ir plačiai naudojamas automobilių, elektronikos ir kitose srityse. Siekiant išlaikyti puikias nikelio-metalo hidrido akumuliatoriaus greitojo iškrovimo charakteristikas, kartu stabdant jo tarnavimo laiko trumpėjimą, Japonijos patente JP2004127549 pristatoma, kad akumuliatoriaus katodas gali būti sudarytas iš retųjų žemių magnio ir nikelio pagrindo vandenilio kaupimo lydinio.

△ Naujos energijos transporto priemonės

III.

Trijų komponentų katalizatorių katalizatoriai

Kaip gerai žinoma, ne visos naujos energiją vartojančios transporto priemonės gali pasiekti nulinę emisiją, pavyzdžiui, hibridinės elektrinės transporto priemonės ir programuojamos elektrinės transporto priemonės, kurios eksploatacijos metu išskiria tam tikrą kiekį toksiškų medžiagų. Siekiant sumažinti automobilių išmetamųjų dujų išmetimą, kai kurios transporto priemonės, išvažiuodamos iš gamyklos, yra priverstos įrengti trijų pakopų katalizinius konverterius. Kai aukštos temperatūros automobilių išmetamosios dujos praeina pro jas, trijų pakopų kataliziniai konverteriai padidina CO, HC ir NOx aktyvumą Go per įmontuotą valymo agentą, kad jie galėtų užbaigti redoksą ir generuoti nekenksmingas dujas, o tai palanku aplinkai.

Pagrindinis trijų komponentų katalizatoriaus komponentas yra retųjų žemių elementai, kurie atlieka pagrindinį vaidmenį saugant medžiagas, pakeičiant kai kuriuos pagrindinius katalizatorius ir atliekant katalizinių pagalbinių funkcijų funkciją. Retieji žemių elementai, naudojami liekamųjų dujų valymo katalizatoriuje, daugiausia yra cerio oksido, praseodimio oksido ir lantano oksido mišinys, kuriame gausu retųjų žemių mineralų Kinijoje.

 
IV

Keraminės medžiagos deguonies jutikliuose

Retųjų žemių elementai dėl savo unikalios elektroninės struktūros atlieka unikalias deguonies kaupimo funkcijas ir dažnai naudojami ruošiant keramines medžiagas deguonies jutikliams elektroninėse degalų įpurškimo sistemose, todėl pagerėja katalizinis veikimas. Elektroninė degalų įpurškimo sistema yra pažangus degalų įpurškimo įtaisas, naudojamas benzininiuose varikliuose be karbiuratorių, daugiausia sudarytas iš trijų pagrindinių dalių: oro sistemos, degalų sistemos ir valdymo sistemos.

Be to, retųjų žemių elementai taip pat plačiai naudojami tokiose dalyse kaip pavaros, padangos ir kėbulų plienas. Galima teigti, kad retieji žemių elementai yra esminiai elementai naujų energijos transporto priemonių srityje.