टेस्ला ने अभी घोषणा की है कि उनके इलेक्ट्रिक वाहनों पर कॉन्फ़िगर की गई स्थायी चुंबक मोटरों की अगली पीढ़ी दुर्लभ पृथ्वी सामग्री का बिल्कुल भी उपयोग नहीं करेगी!
टेस्ला का नारा: दुर्लभ पृथ्वी स्थायी चुम्बक पूरी तरह से समाप्त हो गए हैं
क्या यह सच है?
वास्तव में, 2018 में, दुनिया के 93% इलेक्ट्रिक वाहन दुर्लभ पृथ्वी से बने स्थायी चुंबक मोटर द्वारा संचालित पावरट्रेन से लैस थे। 2020 में, वैश्विक इलेक्ट्रिक वाहन बाजार का 77% हिस्सा स्थायी चुंबक मोटर्स का उपयोग करता है। इलेक्ट्रिक वाहन उद्योग के पर्यवेक्षकों का मानना है कि चूंकि चीन सबसे बड़े इलेक्ट्रिक वाहन बाजारों में से एक बन गया है, और चीन ने बड़े पैमाने पर दुर्लभ पृथ्वी की आपूर्ति को नियंत्रित किया है, इसलिए यह संभावना नहीं है कि चीन स्थायी चुंबक मशीनों से स्विच करेगा। लेकिन टेस्ला की स्थिति क्या है और वह इसके बारे में कैसे सोचती है? 2018 में, टेस्ला ने मॉडल 3 में पहली बार एक एम्बेडेड स्थायी चुंबक सिंक्रोनस मोटर का उपयोग किया, जबकि फ्रंट एक्सल पर इंडक्शन मोटर को बरकरार रखा। वर्तमान में, टेस्ला अपने मॉडल एस और एक्स इलेक्ट्रिक वाहनों में दो प्रकार के मोटर्स का उपयोग करता है, एक दुर्लभ पृथ्वी स्थायी चुंबक मोटर और दूसरा एक इंडक्शन मोटर है। इंडक्शन मोटर अधिक शक्ति प्रदान कर सकते हैं, और स्थायी चुंबक वाले इंडक्शन मोटर अधिक कुशल होते हैं और ड्राइविंग रेंज को 10% तक सुधार सकते हैं।
स्थायी चुंबक मोटर की उत्पत्ति इसके बारे में बोलते हुए, हमें यह उल्लेख करना होगा कि दुर्लभ पृथ्वी स्थायी चुंबक मोटर की उत्पत्ति कैसे हुई। हर कोई जानता है कि चुंबकत्व बिजली उत्पन्न करता है और बिजली चुंबकत्व उत्पन्न करती है, और मोटर का उत्पादन चुंबकीय क्षेत्र से अविभाज्य है। इसलिए, चुंबकीय क्षेत्र प्रदान करने के दो तरीके हैं: उत्तेजना और स्थायी चुंबक। डीसी मोटर्स, सिंक्रोनस मोटर्स और कई लघु विशेष मोटर्स सभी को डीसी चुंबकीय क्षेत्र की आवश्यकता होती है। पारंपरिक विधि में चुंबकीय क्षेत्र प्राप्त करने के लिए लोहे की कोर के साथ एक ऊर्जावान कुंडल (जिसे चुंबकीय ध्रुव कहा जाता है) का उपयोग किया जाता है, लेकिन इस विधि का सबसे बड़ा नुकसान यह है कि कुंडल प्रतिरोध (गर्मी उत्पादन) में वर्तमान में ऊर्जा की हानि होती है, जिससे कम हो जाती है मोटर दक्षता और बढ़ती परिचालन लागत। इस समय, लोगों ने सोचा - यदि कोई स्थायी चुंबकीय क्षेत्र है, और चुंबकत्व उत्पन्न करने के लिए बिजली का उपयोग नहीं किया जाता है, तो मोटर के आर्थिक सूचकांक में सुधार होगा। इसलिए 1980 के दशक के आसपास, विभिन्न प्रकार की स्थायी चुंबक सामग्रियाँ सामने आईं, और फिर उन्हें मोटरों पर लागू किया गया, जिससे स्थायी चुंबक मोटरें बनाई गईं।
दुर्लभ पृथ्वी स्थायी चुंबक मोटर अग्रणी है तो कौन सी सामग्री से स्थायी चुम्बक बनाया जा सकता है? कई नेटिज़न्स सोचते हैं कि केवल एक ही प्रकार की सामग्री है। वास्तव में, चार मुख्य प्रकार के चुंबक हैं जो एक स्थायी चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न कर सकते हैं, अर्थात्: सिरेमिक (फेराइट), एल्यूमीनियम निकल कोबाल्ट (AlNiCo), समैरियम कोबाल्ट (SmCo) और नियोडिमियम आयरन बोरॉन (NdFeB)। टेरबियम और डिस्प्रोसियम सहित विशेष नियोडिमियम चुंबक मिश्र धातुओं को उच्च क्यूरी तापमान के साथ विकसित किया गया है, जो उन्हें 200 डिग्री सेल्सियस तक के उच्च तापमान का सामना करने की अनुमति देता है।
1980 के दशक से पहले, स्थायी चुंबक सामग्री मुख्य रूप से फेराइट स्थायी चुंबक और अल्निको स्थायी चुंबक थे, लेकिन इन सामग्रियों का अवशेष बहुत मजबूत नहीं है, इसलिए उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र अपेक्षाकृत कमजोर है। इतना ही नहीं, बल्कि इन दो प्रकार के स्थायी चुम्बकों का बल कम होता है, और एक बार जब वे बाहरी चुंबकीय क्षेत्र का सामना करते हैं, तो वे आसानी से प्रभावित होते हैं और विचुंबकित हो जाते हैं, जो स्थायी चुंबक मोटर्स के विकास को प्रतिबंधित करता है। आइए दुर्लभ पृथ्वी चुम्बकों के बारे में बात करें। वास्तव में, दुर्लभ पृथ्वी चुम्बकों को दो प्रकार के स्थायी चुम्बकों में विभाजित किया जाता है: हल्का दुर्लभ पृथ्वी और भारी दुर्लभ पृथ्वी। वैश्विक दुर्लभ पृथ्वी भंडार में लगभग 85% हल्की दुर्लभ पृथ्वी और 15% भारी दुर्लभ पृथ्वी शामिल हैं। उत्तरार्द्ध कई ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त उच्च तापमान रेटेड मैग्नेट प्रदान करता है। 1980 के दशक के बाद, एक उच्च-प्रदर्शन दुर्लभ पृथ्वी स्थायी चुंबक सामग्री-एनडीएफईबी स्थायी चुंबक दिखाई दिया। इस तरह की सामग्रियों में उच्च अवशेषण, साथ ही उच्च जबरदस्ती और ऊर्जा उत्पादन होता है, लेकिन आम तौर पर विकल्पों की तुलना में क्यूरी तापमान कम होता है। इससे बनी दुर्लभ पृथ्वी स्थायी चुंबक मोटर के कई फायदे हैं, जैसे उच्च दक्षता, कोई उत्तेजना कुंडल नहीं, इसलिए कोई उत्तेजना ऊर्जा हानि नहीं होती है; सापेक्ष चुंबकीय पारगम्यता वायु मशीन के करीब है, जो मोटर अधिष्ठापन को कम करती है और पावर फैक्टर में सुधार करती है। यह दुर्लभ पृथ्वी स्थायी चुंबक मोटर्स की बेहतर शक्ति घनत्व और दक्षता के कारण ही है कि इलेक्ट्रिक ड्राइव मोटर्स के कई अलग-अलग डिज़ाइन हैं, और सबसे लोकप्रिय दुर्लभ पृथ्वी स्थायी चुंबक मोटर्स हैं। टेस्ला छुटकारा पाना चाहता है चीनी दुर्लभ पृथ्वी पर निर्भरता?
हर कोई जानता है कि चीन दुनिया में दुर्लभ पृथ्वी संसाधनों का विशाल बहुमत प्रदान करता है। हाल के वर्षों में संयुक्त राज्य अमेरिका ने भी यह देखा है। वे दुर्लभ पृथ्वी की आपूर्ति में चीन द्वारा बाधा नहीं डालना चाहते। इसलिए, बिडेन के पदभार संभालने के बाद, उन्होंने दुर्लभ पृथ्वी आपूर्ति श्रृंखला में अपनी भागीदारी बढ़ाने की कोशिश की। यह 2 ट्रिलियन डॉलर के बुनियादी ढांचे के प्रस्ताव की प्राथमिकताओं में से एक है। एमपी मटेरियल्स, जिसने 2017 में कैलिफोर्निया में पहले से बंद पड़ी एक खदान खरीदी थी, नियोडिमियम और प्रेसियोडिमियम पर ध्यान केंद्रित करते हुए अमेरिकी दुर्लभ पृथ्वी आपूर्ति श्रृंखला को बहाल करने की होड़ कर रही है, और सबसे कम लागत वाला उत्पादक बनने की उम्मीद कर रही है। लिनास को टेक्सास में हल्के दुर्लभ पृथ्वी प्रसंस्करण संयंत्र के निर्माण के लिए सरकारी धन प्राप्त हुआ है और टेक्सास में भारी दुर्लभ पृथ्वी पृथक्करण सुविधा के लिए एक और अनुबंध है। हालाँकि संयुक्त राज्य अमेरिका ने बहुत सारे प्रयास किए हैं, लेकिन उद्योग के लोगों का मानना है कि अल्पावधि में, विशेष रूप से लागत के मामले में, चीन दुर्लभ पृथ्वी की आपूर्ति में एक प्रमुख स्थान बनाए रखेगा, और संयुक्त राज्य अमेरिका इसे बिल्कुल भी हिला नहीं सकता है।
शायद टेस्ला ने इसे देखा, और उन्होंने स्थायी चुम्बकों का उपयोग करने पर विचार किया जो मोटर के रूप में दुर्लभ पृथ्वी का बिल्कुल भी उपयोग नहीं करते हैं। यह एक साहसिक धारणा है, या एक मजाक, हम अभी भी नहीं जानते हैं। यदि टेस्ला स्थायी चुंबक मोटर्स को छोड़ देता है और इंडक्शन मोटर्स पर वापस स्विच करता है, तो यह काम करने की उनकी शैली नहीं लगती है। और टेस्ला स्थायी चुंबक मोटर्स का उपयोग करना चाहता है, और दुर्लभ पृथ्वी स्थायी चुंबकों को पूरी तरह से त्याग देता है, इसलिए दो संभावनाएं हैं: एक है मूल सिरेमिक (फेराइट) और अलनीको स्थायी चुंबकों पर अभिनव परिणाम प्राप्त करना, दूसरा यह है कि स्थायी चुंबकों से बना है अन्य गैर-दुर्लभ पृथ्वी मिश्र धातु सामग्री भी दुर्लभ पृथ्वी स्थायी चुम्बकों के समान प्रभाव बनाए रख सकती है। यदि ये दोनों नहीं हैं, तो टेस्ला संभवतः अवधारणाओं के साथ खेल रहा है। एलायंस एलएलसी के अध्यक्ष दा वुकोविच ने एक बार कहा था कि "दुर्लभ पृथ्वी मैग्नेट की विशेषताओं के कारण, कोई अन्य चुंबक सामग्री उनके उच्च शक्ति प्रदर्शन से मेल नहीं खा सकती है। आप वास्तव में दुर्लभ पृथ्वी चुम्बकों को प्रतिस्थापित नहीं कर सकते"।
भले ही टेस्ला अवधारणाओं के साथ खेल रहा हो या वास्तव में स्थायी चुंबक मोटर्स के मामले में चीन की दुर्लभ पृथ्वी आपूर्ति पर अपनी निर्भरता से छुटकारा पाना चाहता हो, संपादक का मानना है कि दुर्लभ पृथ्वी संसाधन बहुत कीमती हैं, और हमें उन्हें तर्कसंगत रूप से विकसित करना चाहिए, और अधिक भुगतान करना चाहिए भावी पीढ़ियों पर ध्यान. साथ ही शोधकर्ताओं को अपने शोध प्रयास बढ़ाने की जरूरत है। आइए यह न कहें कि टेस्ला का फॉर्मूलेशन अच्छा है या नहीं, कम से कम इसने हमें कुछ संकेत और प्रेरणाएँ दी हैं।
