Dėl tiekimo grandinės ir aplinkosaugos problemų „Tesla“ jėgos pavaros skyrius sunkiai dirba, kad pašalintų retais žemės magnetus iš variklių ir ieško alternatyvių sprendimų.
„Tesla“ dar neišrado visiškai naujos „Magnet“ medžiagos, todėl ji gali būti susijusi su esamomis technologijomis, greičiausiai naudodama pigų ir lengvai pagamintą feritą.
Atsargiai išdėstant ferito magnetas ir sureguliuodami kitus variklio dizaino aspektus, daugelis našumo rodikliųRetas žemėPavaros variklius galima atkartoti. Tokiu atveju variklio svoris padidėja tik maždaug 30%, o tai gali būti nedidelis skirtumas, palyginti su bendruoju automobilio svoriu.
4. Naujos magneto medžiagos turi turėti šias tris pagrindines savybes: 1) jos turi turėti magnetizmą; 2) toliau palaiko magnetizmą, esant kitiems magnetiniams laukams; 3) gali atlaikyti aukštą temperatūrą.
Anot „Tencent Technology News“, elektromobilių gamintojas „Tesla“ pareiškė, kad retųjų žemės elementai nebebus naudojami savo automobilių varikliuose, o tai reiškia, kad „Tesla“ inžinieriai turės visiškai atskleisti savo kūrybiškumą ieškant alternatyvių sprendimų.
Praėjusį mėnesį Elonas Muskas išleido „Tesla Investor Day“ renginyje „Trečioji pagrindinio plano dalis“. Tarp jų yra nedidelė detalė, sukėlusi pojūtį fizikos srityje. Colinas Campbellas, „Tesla“ jėgos pavaros departamento vyresnysis vykdomasis direktorius, paskelbė, kad jo komanda pašalina retųjų žemių magnetus iš variklių dėl tiekimo grandinės problemų ir dėl didelio neigiamo poveikio sukuriant retųjų žemės magnetus.
Siekdamas šio tikslo, „Campbell“ pristatė dvi skaidres, kuriose buvo trys paslaptingos medžiagos, sumaniai pažymėtos kaip retas žemė 1, reta žemė 2 ir reta žemė 3. Pirmoji skaidrė žymi dabartinę „Tesla“ situaciją, kur kiekvienos transporto priemonės kompanijos naudojamos retos žemės kiekis svyruoja nuo pusės kilogramo iki 10 gramų. Antroje skaidrėje visų retų žemės elementų naudojimas buvo sumažintas iki nulio.
Magnetologams, tiriantiems magišką galią, kurią sukuria elektroniniu judesiu tam tikrose medžiagose, „Rether Earth 1“ tapatumas yra lengvai atpažįstamas, tai yra neodimis. Pridedant prie įprastų elementų, tokių kaip geležis ir boras, šis metalas gali padėti sukurti stiprią, visada magnetiniame lauke. Tačiau nedaugelis medžiagų pasižymi tokia kokybe, ir dar mažiau retų žemės elementų sukuria magnetinius laukus, kurie gali perkelti „Tesla“ automobilius, sveriančius daugiau nei 2000 kilogramų, taip pat daugelį kitų dalykų, pradedant pramoniniais robotais ir baigiant naikintuvais. Jei „Tesla“ iš variklio planuoja pašalinti neodimio ir kitų retųjų žemės elementų, kurį magnetą jis naudos?
Fizikams vienas dalykas yra tikras: „Tesla“ neišrado visiškai naujo tipo magnetinės medžiagos. Andy Blackburn, „Niron Magnets“ strategijos vykdomasis viceprezidentas, sakė: „Per daugiau nei 100 metų galime turėti tik keletą galimybių įsigyti naujų verslo magnetų“. „Niron Magnets“ yra vienas iš nedaugelio startuolių, bandančių pasinaudoti kita proga.
„Blackburn“ ir kiti mano, kad labiau tikėtina, jog „Tesla“ nusprendė padaryti daug mažiau galingą magnetą. Tarp daugelio galimybių akivaizdžiausias kandidatas yra feritas: keramika, sudaryta iš geležies ir deguonies, sumaišytas su nedideliu kiekiu metalo, pavyzdžiui, stroncio. Tai yra pigu ir lengva gaminti, o nuo šeštojo dešimtmečio šaldytuvo durys visame pasaulyje buvo pagamintos tokiu būdu.
Tačiau kalbant apie tūrį, ferito magnetizmas yra tik vienas dešimtasis neodimio magnetų, keliančių naujus klausimus. „Tesla“ generalinis direktorius Elonas Muskas visada buvo žinomas kaip bekompromisis, tačiau jei „Tesla“ turi pereiti prie ferito, atrodo, kad reikia padaryti tam tikrų nuolaidų.
Nesunku patikėti, kad akumuliatoriai yra elektrinių transporto priemonių galia, tačiau iš tikrųjų elektrinės transporto priemonės vairuoja elektromagnetinį vairavimą. Neatsitiktinai tiek „Tesla“ kompanija, tiek magnetinis vienetas „Tesla“ yra pavadinti to paties asmens vardu. Kai elektronai teka per variklio ritinius, jie sukuria elektromagnetinį lauką, kuris varo priešingą magnetinę jėgą, todėl variklio velenas sukosi ratukais.
Už galinius „Tesla“ automobilių ratus šias jėgas teikia varikliai su nuolatiniais magnetais, keista medžiaga su stabiliu magnetiniu lauku ir be srovės įvesties dėl protingo elektronų sukimo aplink atomus. „Tesla“ šiuos magnetus pradėjo pridėti tik maždaug prieš penkerius metus, kad padidintų diapazoną ir padidintų sukimo momentą, nepakeliant akumuliatoriaus. Prieš tai įmonė naudojo indukcinius variklius, pagamintus aplink elektromagnetus, kurie generuoja magnetizmą, sunaudodama elektrą. Tie modeliai, turintys priekinius variklius, vis dar naudoja šį režimą.
„Tesla“ žingsnis atsisakyti retų žemės ir magnetų atrodo šiek tiek keista. Automobilių kompanijos dažnai būna apsėstos efektyvumo, ypač elektrinių transporto priemonių atveju, kur jos vis dar bando įtikinti vairuotojus įveikti savo nuotolio baimę. Tačiau kai automobilių gamintojai pradeda plėsti elektrinių transporto priemonių gamybos mastą, daugelis projektų, kurie anksčiau buvo laikomi pernelyg neveiksmingais, yra atnaujinti.
Tai paskatino automobilių gamintojus, įskaitant „Tesla“, pagaminti daugiau automobilių, naudojant ličio geležies fosfato (LFP) baterijas. Palyginti su baterijomis, kuriose yra tokių elementų kaip kobaltas ir nikelis, šie modeliai dažnai turi trumpesnį diapazoną. Tai yra senesnė technologija, turinti didesnį svorį ir mažesnę saugojimo talpą. Šiuo metu „Model 3“, maitinamas mažo greičio galia, yra 272 mylių (maždaug 438 kilometrų) diapazonas, o nuotolinio modelio, turinčio sudėtingesnes baterijas, gali pasiekti 400 mylių (640 kilometrų). Tačiau ličio geležies fosfato akumuliatoriaus naudojimas gali būti protingesnis verslo pasirinkimas, nes tai išvengia brangesnių ir net politiškai rizikingų medžiagų naudojimo.
Tačiau vargu ar „Tesla“ tiesiog pakeis magnetus kažkuo blogesne, pavyzdžiui, feritu, nepadarydama jokių kitų pakeitimų. Upsalos universiteto fizikė Alaina Vishna sakė: „Jūs nešiojate didžiulį magnetą savo automobilyje. Laimei, elektriniai varikliai yra gana sudėtingos mašinos, turinčios daugybę kitų komponentų, kuriuos teoriškai galima pertvarkyti, siekiant sumažinti silpnesnių magnetų naudojimo poveikį.
Kompiuteriniuose modeliuose neseniai materialios įmonės proterių leidimas nustatė, kad daugelį retųjų žemės disko variklių veikimo rodiklių galima atkartoti atidžiai išdėstant ferito magnetus ir koreguojant kitus variklio dizaino aspektus. Tokiu atveju variklio svoris padidėja tik maždaug 30%, o tai gali būti nedidelis skirtumas, palyginti su bendruoju automobilio svoriu.
Nepaisant šių galvos skausmų, automobilių kompanijos vis dar turi daug priežasčių atsisakyti retųjų žemės elementų, jei jos gali tai padaryti. Visos retos žemės rinkos vertė yra panaši į kiaušinių rinkos JAV vertę, o teoriškai retųjų žemės elementų galima iškasti, apdoroti ir paversti magnetais visame pasaulyje, tačiau iš tikrųjų šie procesai kelia daug iššūkių.
Mineralų analitikas ir populiarus retųjų Žemės stebėjimo tinklaraštininkas Thomasas Krumeris teigė: „Tai yra 10 milijardų dolerių vertės pramonė, tačiau kiekvienų metų produktų vertė svyruoja nuo 2 trilijonų iki 3 trilijonų dolerių, o tai yra didžiulė svirtis. Tas pats pasakytina ir apie automobilius. Net jei juose yra tik keli kilogramai šios medžiagos, pašalinus jas, tai reiškia, kad automobiliai nebegali važiuoti, nebent esate pasirengę pertvarkyti visą variklį
JAV ir Europa bando paįvairinti šią tiekimo grandinę. Kalifornijos retųjų Žemės kasyklos, kurios buvo uždarytos XXI amžiaus pradžioje, neseniai vėl atidarė ir šiuo metu tiekia 15% pasaulio retų žemės išteklių. Jungtinėse Valstijose vyriausybinės agentūros (ypač Gynybos departamentas) turi pateikti galingus magnetus įrangai, tokiems kaip lėktuvai ir palydovai, ir jos entuziastingai investuoja į tiekimo grandines šalyje ir tokiuose regionuose kaip Japonija ir Europa. Tačiau atsižvelgiant į išlaidas, reikalingas technologijas ir aplinkos problemas, tai yra lėtas procesas, kuris gali trukti keletą metų ar net dešimtmečius.
Pašto laikas: 2012 m. Gegužės 11 d