Dėl tiekimo grandinės ir aplinkosaugos problemų Tesla jėgos agregatų skyrius labai stengiasi pašalinti retųjų žemių magnetus iš variklių ir ieško alternatyvių sprendimų.
Tesla dar neišrado visiškai naujos magnetinės medžiagos, todėl gali apsieiti su esama technologija, greičiausiai naudodama pigų ir lengvai pagaminamą feritą.
Kruopščiai nustatydami ferito magnetus ir koreguodami kitus variklio konstrukcijos aspektus, daugelis našumo rodikliųreta žemėpavaros variklius galima atkartoti.Tokiu atveju variklio svoris padidėja tik apie 30%, o tai gali būti nedidelis skirtumas, palyginti su bendru automobilio svoriu.
4. Naujos magnetinės medžiagos turi turėti šias tris pagrindines charakteristikas: 1) jos turi turėti magnetizmą;2) ir toliau išlaikyti magnetizmą esant kitiems magnetiniams laukams;3) gali atlaikyti aukštą temperatūrą.
Kaip rašo „Tencent Technology News“, elektromobilių gamintojas „Tesla“ pareiškė, kad retųjų žemių elementai nebebus naudojami jos automobilių varikliuose, o tai reiškia, kad „Tesla“ inžinieriai turės visiškai išlaisvinti savo kūrybiškumą ieškodami alternatyvių sprendimų.
Praėjusį mėnesį Elonas Muskas išleido „Trečiąją pagrindinio plano dalį“ Tesla Investor Day renginyje.Tarp jų yra ir smulkmena, sukėlusi sensaciją fizikos srityje.Colinas Campbellas, Tesla jėgos pavaros skyriaus vyresnysis vadovas, paskelbė, kad jo komanda pašalina retųjų žemių magnetus iš variklių dėl tiekimo grandinės problemų ir didelio neigiamo retųjų žemių magnetų gamybos poveikio.
Kad pasiektų šį tikslą, Campbell pristatė dvi skaidres su trimis paslaptingomis medžiagomis, sumaniai pažymėtomis kaip retųjų žemių 1, retųjų žemių 2 ir retųjų žemių 3. Pirmoji skaidrė atspindi dabartinę „Tesla“ situaciją, kai retųjų žemių metalų kiekis, kurį įmonė naudoja kiekvienoje transporto priemonėje. svyruoja nuo pusės kilogramo iki 10 gramų.Antroje skaidrėje visų retųjų žemių elementų naudojimas sumažintas iki nulio.
Magnetologams, tiriantiems magišką galią, kurią sukuria elektroninis judėjimas tam tikrose medžiagose, retųjų žemių 1 tapatybė yra lengvai atpažįstama, tai yra neodimis.Pridėjus įprastų elementų, tokių kaip geležis ir boras, šis metalas gali padėti sukurti stiprų, visada veikiantį magnetinį lauką.Tačiau mažai medžiagų turi tokią kokybę, o dar mažiau retųjų žemių elementų sukuria magnetinius laukus, galinčius perkelti daugiau nei 2000 kilogramų sveriančius Tesla automobilius, taip pat daugybę kitų dalykų nuo pramoninių robotų iki naikintuvų.Jei „Tesla“ planuoja pašalinti iš variklio neodimį ir kitus retųjų žemių elementus, kurį magnetą ji 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 galbūt turėsime tik keletą galimybių įsigyti naujų verslo magnetų“.„NIron Magnets“ yra vienas iš nedaugelio startuolių, bandančių pasinaudoti kita galimybe.
Blackburn ir kiti mano, kad labiau tikėtina, kad Tesla nusprendė apsieiti su daug mažiau galingu magnetu.Iš daugelio galimybių akivaizdžiausias kandidatas yra feritas: keramika, sudaryta iš geležies ir deguonies, sumaišyta su nedideliu kiekiu metalo, pavyzdžiui, stroncio.Jis ir pigus, ir lengvai gaminamas, o nuo 1950-ųjų visame pasaulyje tokiu būdu gaminamos šaldytuvo durys.
Tačiau pagal tūrį ferito magnetizmas yra tik viena dešimtoji neodimio magnetų, todėl kyla naujų klausimų.„Tesla“ generalinis direktorius Elonas Muskas visada buvo žinomas kaip bekompromisis, tačiau jei „Tesla“ nori pereiti prie ferito, atrodo, kad reikia padaryti tam tikrų nuolaidų.
Nesunku patikėti, kad akumuliatoriai yra elektrinių transporto priemonių galia, tačiau iš tikrųjų elektromagnetinis vairavimas varo elektromobilius.Neatsitiktinai tiek Tesla Company, tiek magnetinis blokas „Tesla“ pavadinti to paties asmens vardu.Kai elektronai teka per variklio rites, jie sukuria elektromagnetinį lauką, kuris varo priešingą magnetinę jėgą, todėl variklio velenas sukasi kartu su ratais.
Tesla automobilių galiniams ratams šias jėgas suteikia varikliai su nuolatiniais magnetais, keista medžiaga su stabiliu magnetiniu lauku ir be srovės įvesties dėl protingo elektronų sukimosi aplink atomus.Tesla tik prieš maždaug penkerius metus pradėjo dėti šiuos magnetus į automobilius, siekdama išplėsti atstumą ir padidinti sukimo momentą neatnaujindama akumuliatoriaus.Prieš tai įmonė naudojo aplink elektromagnetus gaminamus indukcinius variklius, kurie vartodami elektros energiją generuoja magnetizmą.Tie modeliai su priekiniais varikliais vis dar naudoja šį režimą.
Teslos žingsnis atsisakyti retųjų žemių ir magnetų atrodo šiek tiek keistas.Automobilių kompanijos dažnai yra apsėstos efektyvumo, ypač elektra varomų transporto priemonių atveju, kai jos vis dar bando įtikinti vairuotojus įveikti atstumo baimę.Tačiau automobilių gamintojams pradėjus plėsti elektromobilių gamybos mastą, daugelis projektų, kurie anksčiau buvo laikomi pernelyg neefektyviais, atsinaujina.
Tai paskatino automobilių gamintojus, įskaitant „Tesla“, gaminti daugiau automobilių naudojant ličio geležies fosfato (LFP) baterijas.Palyginti su baterijomis, kuriose yra tokių elementų kaip kobaltas ir nikelis, šie modeliai dažnai turi trumpesnį atstumą.Tai senesnė technologija, turinti didesnį svorį ir mažesnę saugojimo talpą.Šiuo metu 3 modelio, varomo mažu greičiu, atstumas yra 272 mylios (maždaug 438 kilometrai), o nuotolinis modelis S, aprūpintas pažangesnėmis baterijomis, gali pasiekti 400 mylių (640 kilometrų).Tačiau ličio geležies fosfato akumuliatoriaus naudojimas gali būti protingesnis verslo pasirinkimas, nes taip išvengiama brangesnių ir net politiškai rizikingų medžiagų.
Tačiau vargu ar „Tesla“ tiesiog pakeis magnetus kažkuo blogesniu, pavyzdžiui, feritu, neatlikdama jokių kitų pakeitimų.Upsalos universiteto fizikė Alaina Višna sakė: „Automobilyje nešiosite didžiulį magnetą.Laimei, elektros varikliai yra gana sudėtingos mašinos su daugybe kitų komponentų, kuriuos teoriškai galima pertvarkyti, kad būtų sumažintas silpnesnių magnetų poveikis.
Kompiuteriniuose modeliuose medžiagų įmonė „Proterial“ neseniai nustatė, kad daugelį retųjų žemių varomųjų variklių veikimo rodiklių galima pakartoti kruopščiai nustatant ferito magnetus ir koreguojant kitus variklio konstrukcijos aspektus.Tokiu atveju variklio svoris padidėja tik apie 30%, o tai gali būti nedidelis skirtumas, palyginti su visu automobilio svoriu.
Nepaisant šių galvos skausmų, automobilių įmonės vis dar turi daug priežasčių atsisakyti retųjų žemių elementų, jei tik gali tai padaryti.Visos retųjų žemių rinkos vertė yra panaši į kiaušinių rinką JAV, teoriškai retųjų žemių elementus galima išgauti, apdoroti ir paversti magnetais visame pasaulyje, tačiau iš tikrųjų šie procesai kelia daug iššūkių.
Mineralų analitikas ir populiarus retųjų žemių stebėjimo tinklaraštininkas Thomas Krumeris sakė: „Tai yra 10 milijardų dolerių vertės pramonė, tačiau kasmet sukuriamų produktų vertė svyruoja nuo 2 trilijonų iki 3 trilijonų dolerių, o tai yra didžiulis svertas.Tas pats galioja ir automobiliams.Net jei juose yra tik keli kilogramai šios medžiagos, jų pašalinimas reiškia, kad automobiliai nebegali važiuoti, nebent nenorite perdaryti viso variklio
Jungtinės Valstijos ir Europa bando diversifikuoti šią tiekimo grandinę.Kalifornijos retųjų žemių kasyklos, kurios buvo uždarytos XXI amžiaus pradžioje, neseniai buvo atidarytos ir šiuo metu tiekia 15% pasaulio retųjų žemių išteklių.Jungtinėse Valstijose vyriausybinės agentūros (ypač Gynybos departamentas) turi aprūpinti galingus magnetus tokiai įrangai kaip lėktuvai ir palydovai, be to, jos entuziastingai investuoja į tiekimo grandines šalies viduje ir tokiuose regionuose kaip Japonija ir Europa.Tačiau atsižvelgiant į išlaidas, reikalingas technologijas ir aplinkosaugos problemas, tai yra lėtas procesas, kuris gali trukti keletą metų ar net dešimtmečių.
Paskelbimo laikas: 2023-05-11