ટેસ્લાએ હમણાં જ જાહેરાત કરી છે કે તેમના ઇલેક્ટ્રિક વાહનો પર રૂપરેખાંકિત કાયમી ચુંબક મોટર્સની આગામી પેઢી દુર્લભ પૃથ્વી સામગ્રીનો ઉપયોગ કરશે નહીં!
ટેસ્લા સૂત્ર: દુર્લભ પૃથ્વીના કાયમી ચુંબક સંપૂર્ણપણે નાબૂદ થાય છે
શું આ વાસ્તવિક છે?
હકીકતમાં, 2018 માં, વિશ્વના 93% ઇલેક્ટ્રિક વાહનો દુર્લભ પૃથ્વીથી બનેલા કાયમી મેગ્નેટ મોટર દ્વારા સંચાલિત પાવરટ્રેનથી સજ્જ હતા. 2020 માં, વૈશ્વિક ઇલેક્ટ્રિક વાહન બજારમાં 77% કાયમી મેગ્નેટ મોટર્સનો ઉપયોગ કરે છે. ઇલેક્ટ્રિક વાહન ઉદ્યોગના નિરીક્ષકો માને છે કે ચાઇના સૌથી મોટા ઇલેક્ટ્રિક વાહન બજારોમાંનું એક બની ગયું છે અને ચીને મોટાભાગે દુર્લભ પૃથ્વીના પુરવઠાને નિયંત્રિત કર્યું છે, તે અસંભવિત છે કે ચીન કાયમી ચુંબક મશીનોમાંથી સ્વિચ કરશે. પરંતુ ટેસ્લાની પરિસ્થિતિ શું છે અને તે તેના વિશે કેવી રીતે વિચારે છે? 2018 માં, ટેસ્લાએ મોડેલ 3 માં પ્રથમ વખત એમ્બેડેડ પરમેનન્ટ મેગ્નેટ સિંક્રોનસ મોટરનો ઉપયોગ કર્યો, જ્યારે આગળના એક્સલ પર ઇન્ડક્શન મોટર જાળવી રાખી. હાલમાં, ટેસ્લા તેના મોડલ S અને X ઇલેક્ટ્રિક વાહનોમાં બે પ્રકારની મોટરનો ઉપયોગ કરે છે, એક રેર અર્થ પરમેનન્ટ મેગ્નેટ મોટર અને બીજી ઇન્ડક્શન મોટર છે. ઇન્ડક્શન મોટર્સ વધુ પાવર પ્રદાન કરી શકે છે, અને કાયમી ચુંબક સાથે ઇન્ડક્શન મોટર્સ વધુ કાર્યક્ષમ હોય છે અને ડ્રાઇવિંગ રેન્જમાં 10% સુધારો કરી શકે છે.
કાયમી ચુંબક મોટરની ઉત્પત્તિ આ વિશે બોલતા, આપણે ઉલ્લેખ કરવો પડશે કે દુર્લભ પૃથ્વી પરમેનેન્ટ મેગ્નેટ મોટર કેવી રીતે આવી. દરેક વ્યક્તિ જાણે છે કે ચુંબકત્વ વીજળી ઉત્પન્ન કરે છે અને વીજળી ચુંબકત્વ ઉત્પન્ન કરે છે, અને મોટરનું ઉત્પાદન ચુંબકીય ક્ષેત્રથી અવિભાજ્ય છે. તેથી, ચુંબકીય ક્ષેત્ર પ્રદાન કરવાની બે રીતો છે: ઉત્તેજના અને કાયમી ચુંબક. ડીસી મોટર્સ, સિંક્રનસ મોટર્સ અને ઘણી લઘુચિત્ર સ્પેશિયલ મોટર્સ બધાને ડીસી ચુંબકીય ક્ષેત્રની જરૂર હોય છે. પરંપરાગત પદ્ધતિ એ ચુંબકીય ક્ષેત્ર મેળવવા માટે લોખંડની કોર સાથે ઊર્જાયુક્ત કોઇલ (જેને ચુંબકીય ધ્રુવ કહેવાય છે)નો ઉપયોગ કરવાની છે, પરંતુ આ પદ્ધતિનો સૌથી મોટો ગેરલાભ એ છે કે વર્તમાનમાં કોઇલના પ્રતિકાર (ગરમીનું ઉત્પાદન) માં ઉર્જાનું નુકસાન થાય છે, જેનાથી ઘટાડો થાય છે. મોટર કાર્યક્ષમતા અને ઓપરેટિંગ ખર્ચમાં વધારો. આ સમયે, લોકોએ વિચાર્યું - જો ત્યાં કાયમી ચુંબકીય ક્ષેત્ર હોય, અને વીજળીનો ઉપયોગ ચુંબકત્વ પેદા કરવા માટે કરવામાં આવતો નથી, તો મોટરના આર્થિક સૂચકાંકમાં સુધારો થશે. તેથી 1980 ના દાયકાની આસપાસ, વિવિધ પ્રકારની કાયમી ચુંબક સામગ્રીઓ દેખાઈ, અને તે પછી કાયમી ચુંબક મોટર્સ બનાવીને મોટર્સ પર લાગુ કરવામાં આવી.
દુર્લભ પૃથ્વી પરમેનન્ટ મેગ્નેટ મોટર આગેવાની લે છે તો કઈ સામગ્રી કાયમી ચુંબક બનાવી શકે છે? ઘણા નેટીઝન્સ માને છે કે એક જ પ્રકારની સામગ્રી છે. વાસ્તવમાં, ત્યાં ચાર મુખ્ય પ્રકારના ચુંબક છે જે કાયમી ચુંબકીય ક્ષેત્ર પેદા કરી શકે છે, જેમ કે: સિરામિક (ફેરાઇટ), એલ્યુમિનિયમ નિકલ કોબાલ્ટ (AlNiCo), સેમેરિયમ કોબાલ્ટ (SmCo) અને નિયોડીમિયમ આયર્ન બોરોન (NdFeB). ટર્બિયમ અને ડિસપ્રોસિયમ સહિત ખાસ નિયોડીમિયમ મેગ્નેટ એલોય ઊંચા ક્યુરી તાપમાન સાથે વિકસાવવામાં આવ્યા છે, જે તેમને 200 °C સુધીના ઊંચા તાપમાનને ટકી શકે છે.
1980 ના દાયકા પહેલા, કાયમી ચુંબક સામગ્રી મુખ્યત્વે ફેરાઇટ કાયમી ચુંબક અને અલ્નીકો કાયમી ચુંબક હતા, પરંતુ આ સામગ્રીઓનું પુનઃસ્થાપન ખૂબ મજબૂત નથી, તેથી ઉત્પન્ન થયેલ ચુંબકીય ક્ષેત્ર પ્રમાણમાં નબળું છે. એટલું જ નહીં, પરંતુ આ બે પ્રકારના સ્થાયી ચુંબકનું બળજબરી બળ ઓછું હોય છે, અને એકવાર તેઓ બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રનો સામનો કરે છે, ત્યારે તેઓ સરળતાથી પ્રભાવિત થાય છે અને ડિમેગ્નેટાઇઝ્ડ થાય છે, જે કાયમી ચુંબક મોટર્સના વિકાસને પ્રતિબંધિત કરે છે. ચાલો દુર્લભ પૃથ્વી ચુંબક વિશે વાત કરીએ. હકીકતમાં, દુર્લભ પૃથ્વી ચુંબકને બે પ્રકારના કાયમી ચુંબકમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે: પ્રકાશ દુર્લભ પૃથ્વી અને ભારે દુર્લભ પૃથ્વી. વૈશ્વિક દુર્લભ પૃથ્વી અનામતમાં આશરે 85% પ્રકાશ દુર્લભ પૃથ્વી અને 15% ભારે દુર્લભ પૃથ્વીનો સમાવેશ થાય છે. બાદમાં ઘણા ઓટોમોટિવ એપ્લિકેશનો માટે યોગ્ય ઉચ્ચ તાપમાન રેટેડ ચુંબક ઓફર કરે છે. 1980 ના દાયકા પછી, ઉચ્ચ-પ્રદર્શન દુર્લભ પૃથ્વી કાયમી ચુંબક સામગ્રી-NdFeB કાયમી ચુંબક દેખાયા. આવી સામગ્રીમાં ઉચ્ચ પુનરુત્થાન, તેમજ ઉચ્ચ બળજબરી અને ઊર્જા ઉત્પાદન હોય છે, પરંતુ સામાન્ય રીતે વૈકલ્પિક કરતાં ક્યુરી તાપમાન ઓછું હોય છે. તેમાંથી બનેલી રેર અર્થ પરમેનન્ટ મેગ્નેટ મોટરના ઘણા ફાયદા છે, જેમ કે ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા, કોઈ ઉત્તેજના કોઇલ નથી, તેથી ઉત્તેજના ઉર્જાનું નુકસાન થતું નથી; સંબંધિત ચુંબકીય અભેદ્યતા એર મશીનની નજીક છે, જે મોટર ઇન્ડક્ટન્સ ઘટાડે છે અને પાવર ફેક્ટરમાં સુધારો કરે છે. દુર્લભ પૃથ્વી પરમેનન્ટ મેગ્નેટ મોટર્સની સારી પાવર ડેન્સિટી અને કાર્યક્ષમતાને કારણે ઈલેક્ટ્રિક ડ્રાઈવ મોટર્સની ઘણી જુદી જુદી ડિઝાઈન છે અને સૌથી વધુ લોકપ્રિય રેર અર્થ પરમેનન્ટ મેગ્નેટ મોટર્સ છે. ટેસ્લા છુટકારો મેળવવા માંગે છે ચીની દુર્લભ પૃથ્વી પર નિર્ભરતા?
દરેક વ્યક્તિ જાણે છે કે ચીન વિશ્વમાં દુર્લભ પૃથ્વીના મોટા ભાગના સંસાધનો પૂરા પાડે છે. તાજેતરના વર્ષોમાં યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સે પણ આ જોયું છે. તેઓ દુર્લભ પૃથ્વીના પુરવઠામાં ચીન દ્વારા અવરોધિત થવા માંગતા નથી. તેથી, બિડેને પદ સંભાળ્યા પછી, તેમણે દુર્લભ પૃથ્વી પુરવઠા શૃંખલામાં તેમની ભાગીદારી વધારવાનો પ્રયાસ કર્યો. તે $2 ટ્રિલિયન ઈન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચર પ્રસ્તાવની પ્રાથમિકતાઓમાંની એક છે. MP મટિરિયલ્સ, જેણે 2017 માં કેલિફોર્નિયામાં અગાઉ બંધ કરેલી ખાણ ખરીદી હતી, તે નિયોડીમિયમ અને પ્રાસિયોડીમિયમ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરીને, યુએસ રેર અર્થ સપ્લાય ચેઇનને પુનઃસ્થાપિત કરવા માટે પ્રયાસ કરી રહી છે, અને સૌથી ઓછા ખર્ચે ઉત્પાદક બનવાની આશા રાખે છે. લિનાસને ટેક્સાસમાં હળવા દુર્લભ અર્થના પ્રોસેસિંગ પ્લાન્ટના નિર્માણ માટે સરકારી ભંડોળ પ્રાપ્ત થયું છે અને ટેક્સાસમાં ભારે દુર્લભ અર્થ અલગ કરવાની સુવિધા માટેનો બીજો કરાર છે. યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સે ઘણા પ્રયત્નો કર્યા હોવા છતાં, ઉદ્યોગના લોકો માને છે કે ટૂંકા ગાળામાં, ખાસ કરીને ખર્ચની દ્રષ્ટિએ, ચીન દુર્લભ પૃથ્વીના પુરવઠામાં પ્રભુત્વ જાળવી રાખશે, અને યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ તેને જરાય હલાવી શકશે નહીં.
કદાચ ટેસ્લાએ આ જોયું, અને તેઓએ કાયમી ચુંબકનો ઉપયોગ કરવાનું વિચાર્યું જે મોટર તરીકે દુર્લભ પૃથ્વીનો ઉપયોગ કરતા નથી. આ એક બોલ્ડ ધારણા છે, અથવા મજાક છે, આપણે હજી પણ જાણતા નથી. જો ટેસ્લા કાયમી મેગ્નેટ મોટર્સને છોડી દે છે અને ઇન્ડક્શન મોટર્સ પર પાછા ફરે છે, તો આ તેમની વસ્તુઓ કરવાની શૈલી હોય તેવું લાગતું નથી. અને ટેસ્લા કાયમી ચુંબક મોટર્સનો ઉપયોગ કરવા માંગે છે, અને દુર્લભ પૃથ્વીના કાયમી ચુંબકને સંપૂર્ણપણે છોડી દે છે, તેથી ત્યાં બે શક્યતાઓ છે: એક મૂળ સિરામિક (ફેરાઇટ) અને AlNiCo કાયમી ચુંબક પર નવીન પરિણામો મેળવવાનું છે, બીજું એ છે કે કાયમી ચુંબકમાંથી બનેલા ચુંબક. અન્ય બિન-દુર્લભ પૃથ્વી એલોય સામગ્રી પણ દુર્લભ પૃથ્વીના કાયમી ચુંબકની સમાન અસર જાળવી શકે છે. જો તે આ બે નથી, તો ટેસ્લા સંભવતઃ ખ્યાલો સાથે રમી રહી છે. એલાયન્સ એલએલસીના પ્રમુખ ડા વુકોવિચે એકવાર કહ્યું હતું કે “દુર્લભ પૃથ્વી ચુંબકની વિશેષતાઓને લીધે, અન્ય કોઈ ચુંબક સામગ્રી તેમના ઉચ્ચ શક્તિ પ્રદર્શન સાથે મેળ ખાતી નથી. તમે ખરેખર દુર્લભ પૃથ્વી ચુંબકને બદલી શકતા નથી”.
ટેસ્લા વિભાવનાઓ સાથે રમી રહી છે કે કેમ તે ખરેખર કાયમી ચુંબક મોટર્સના સંદર્ભમાં ચીનની દુર્લભ પૃથ્વી પુરવઠા પરની તેની અવલંબનમાંથી છૂટકારો મેળવવા માંગે છે તે ધ્યાનમાં લીધા વિના, સંપાદક માને છે કે દુર્લભ પૃથ્વી સંસાધનો ખૂબ કિંમતી છે, અને આપણે તેનો તર્કસંગત વિકાસ કરવો જોઈએ, અને વધુ ચૂકવણી કરવી જોઈએ. ભાવિ પેઢીઓ પર ધ્યાન આપો. તે જ સમયે, સંશોધકોએ તેમના સંશોધન પ્રયાસો વધારવાની જરૂર છે. ચાલો એ ન કહીએ કે ટેસ્લાનું ફોર્મ્યુલેશન સારું છે કે નહીં, ઓછામાં ઓછું તેણે અમને કેટલાક સંકેતો અને પ્રેરણા આપી છે.
