Tesla sapo ka njoftuar se gjenerata e ardhshme e motorëve me magnet të përhershëm të konfiguruar në automjetet e tyre elektrike nuk do të përdorin fare materiale të rralla tokësore!
Slogani i Tesla: Magnetët e përhershëm të tokës së rrallë eliminohen plotësisht
a eshte e vertete kjo?
Në fakt, në vitin 2018, 93% e automjeteve elektrike në botë ishin të pajisura me një grup fuqie të drejtuar nga një motor magnet i përhershëm i bërë nga toka të rralla. Në vitin 2020, 77% e tregut global të automjeteve elektrike përdor motorë me magnet të përhershëm. Vëzhguesit e industrisë së automjeteve elektrike besojnë se ndërsa Kina është bërë një nga tregjet më të mëdha të automjeteve elektrike, dhe Kina ka kontrolluar kryesisht furnizimin e tokës së rrallë, nuk ka gjasa që Kina të kalojë nga makinat me magnet të përhershëm. Por cila është situata e Teslës dhe si mendon për të? Në vitin 2018, Tesla përdori një motor sinkron me magnet të përhershëm të integruar për herë të parë në Modelin 3, duke mbajtur motorin me induksion në boshtin e përparmë. Aktualisht, Tesla përdor dy lloje motorësh në automjetet e saj elektrike Model S dhe X, njëri është një motor me magnet të përhershëm për tokë të rrallë dhe tjetri është një motor induksioni. Motorët me induksion mund të ofrojnë më shumë fuqi, dhe motorët me induksion me magnet të përhershëm janë më efikas dhe mund të përmirësojnë diapazonin e lëvizjes me 10%.
Origjina e motorit me magnet të përhershëm Duke folur për këtë, duhet të përmendim se si lindi motori me magnet të përhershëm të tokës së rrallë. Të gjithë e dinë se magnetizmi gjeneron energji elektrike dhe elektriciteti gjeneron magnetizëm, dhe gjenerimi i një motori është i pandashëm nga një fushë magnetike. Prandaj, ekzistojnë dy mënyra për të siguruar një fushë magnetike: ngacmim dhe magnet i përhershëm. Motorët DC, motorët sinkron dhe shumë motorë specialë në miniaturë, të gjithë kërkojnë një fushë magnetike DC. Metoda tradicionale është përdorimi i një spirale me energji (të quajtur pol magnetik) me një bërthamë hekuri për të marrë një fushë magnetike, por disavantazhi më i madh i kësaj metode është se rryma ka humbje energjie në rezistencën e spirales (prodhimi i nxehtësisë), duke reduktuar kështu efikasiteti i motorit dhe rritja e kostove të funksionimit. Në këtë kohë, njerëzit menduan - nëse ekziston një fushë magnetike e përhershme dhe energjia elektrike nuk përdoret më për të gjeneruar magnetizëm, atëherë indeksi ekonomik i motorit do të përmirësohet. Pra, rreth viteve 1980, u shfaqën një shumëllojshmëri materialesh me magnet të përhershëm, dhe më pas ato u aplikuan në motorë, duke krijuar motorë me magnet të përhershëm.
Motori me magnet të përhershëm për tokë të rrallë merr drejtimin Pra, cilat materiale mund të bëjnë magnet të përhershëm? Shumë përdorues të internetit mendojnë se ekziston vetëm një lloj materiali. Në fakt, ekzistojnë katër lloje kryesore magnetësh që mund të gjenerojnë një fushë magnetike të përhershme, përkatësisht: qeramike (ferrit), kobalt nikel alumini (AlNiCo), kobalt samarium (SmCo) dhe hekur neodymium bor (NdFeB). Lidhjet speciale të magnetit neodymium, duke përfshirë terbiumin dhe dysprosiumin, janë zhvilluar me temperatura më të larta Curie, duke i lejuar ata të përballojnë temperaturat më të larta deri në 200°C.
Para viteve 1980, materialet e magnetit të përhershëm ishin kryesisht magnet të përhershëm ferrit dhe magnet të përhershëm alnico, por remanenca e këtyre materialeve nuk është shumë e fortë, kështu që fusha magnetike e krijuar është relativisht e dobët. Jo vetëm kaq, por forca shtrënguese e këtyre dy llojeve të magnetëve të përhershëm është e ulët, dhe sapo të ndeshen me një fushë magnetike të jashtme, ato preken dhe demagnetizohen lehtësisht, gjë që kufizon zhvillimin e motorëve me magnet të përhershëm. Le të flasim për magnetët e tokës së rrallë. Në fakt, magnetët e tokës së rrallë ndahen në dy lloje magnetësh të përhershëm: tokë të rrallë të lehtë dhe tokë të rrallë të rëndë. Rezervat globale të tokës së rrallë përbëhen nga afërsisht 85% toka të rralla të lehta dhe 15% toka të rralla të rënda. Ky i fundit ofron magnet të vlerësuar me temperaturë të lartë të përshtatshme për shumë aplikacione automobilistike. Pas viteve 1980, u shfaq një material magnet i përhershëm për tokë të rrallë me performancë të lartë - magnet i përhershëm NdFeB. Materiale të tilla kanë qëndrueshmëri më të lartë, si dhe shtrëngim dhe prodhim më të lartë të energjisë, por përgjithësisht temperatura Curie më të ulëta se alternativat. Motori me magnet të përhershëm të tokës së rrallë i bërë prej tij ka shumë përparësi, të tilla si efikasitet të lartë, pa spirale ngacmuese, kështu që nuk ka humbje të energjisë ngacmuese; Përshkueshmëria relative magnetike është afër asaj të makinës së ajrit, gjë që redukton induktivitetin e motorit dhe përmirëson faktorin e fuqisë. Është pikërisht për shkak të densitetit më të mirë të fuqisë dhe efikasitetit të motorëve me magnet të përhershëm për tokë të rrallë që ka shumë modele të ndryshme të motorëve me motor elektrik, dhe më të njohurit janë motorët me magnet të përhershëm për tokë të rrallë. Tesla dëshiron të heqë qafe Varësia nga tokat e rralla kineze?
Të gjithë e dinë se Kina siguron shumicën dërrmuese të burimeve të tokës së rrallë në botë. Këtë e kanë parë edhe Shtetet e Bashkuara vitet e fundit. Ata nuk duan të kufizohen nga Kina në furnizimin me toka të rralla. Prandaj, pasi Biden mori detyrën, ai u përpoq të rriste pjesëmarrjen e tij në zinxhirin e furnizimit me toka të rralla. Është një nga prioritetet e propozimit të infrastrukturës prej 2 trilion dollarësh. MP Materials, e cila bleu një minierë të mbyllur më parë në Kaliforni në vitin 2017, po konkurron për të rivendosur zinxhirin e furnizimit me toka të rralla në SHBA, me fokus në neodymium dhe praseodymium, dhe shpreson të bëhet prodhuesi me kosto më të ulët. Lynas ka marrë fonde nga qeveria për të ndërtuar një fabrikë të përpunimit të tokave të rralla të lehta në Teksas dhe ka një kontratë tjetër për një strukturë të rëndë të ndarjes së tokave të rralla në Teksas. Edhe pse Shtetet e Bashkuara kanë bërë kaq shumë përpjekje, njerëzit e industrisë besojnë se në një afat të shkurtër, veçanërisht për sa i përket kostos, Kina do të mbajë një pozicion dominues në furnizimin me toka të rralla dhe Shtetet e Bashkuara nuk mund ta tundin fare atë.
Ndoshta Tesla e pa këtë, dhe ata menduan të përdornin magnet të përhershëm që nuk përdorin fare toka të rralla si motorë. Ky është një supozim i guximshëm, apo një shaka, ne ende nuk e dimë. Nëse Tesla braktis motorët me magnet të përhershëm dhe kalon në motorët me induksion, nuk duket se është stili i tyre i të bërit të gjërave. Dhe Tesla dëshiron të përdorë motorë me magnet të përhershëm dhe braktis plotësisht magnetët e përhershëm të tokës së rrallë, kështu që ka dy mundësi: njëra është të ketë rezultate inovative në magnetet e përhershme origjinale qeramike (ferrite) dhe AlNiCo. E dyta është që magnetët e përhershëm të bërë nga Materialet e tjera të aliazhit të tokës jo të rrallë mund të ruajnë gjithashtu të njëjtin efekt si magnetët e përhershëm të tokës së rrallë. Nëse nuk janë këta të dy, atëherë Tesla ka të ngjarë të luajë me konceptet. Da Vukovich, president i Alliance LLC, një herë tha se “për shkak të karakteristikave të magneteve të tokës së rrallë, asnjë material tjetër magnetik nuk mund të përputhet me performancën e tyre me forcë të lartë. Nuk mund të zëvendësosh me të vërtetë magnetët e tokës së rrallë”.
Pavarësisht nëse Tesla po luan me konceptet apo vërtet dëshiron të heqë qafe varësinë e saj nga furnizimi me tokë të rrallë të Kinës për sa i përket motorëve me magnet të përhershëm, redaktori beson se burimet e tokës së rrallë janë shumë të çmuara dhe ne duhet t'i zhvillojmë ato në mënyrë racionale dhe të paguajmë më shumë. vëmendje për brezat e ardhshëm. Në të njëjtën kohë, studiuesit duhet të rrisin përpjekjet e tyre kërkimore. Të mos themi nëse formulimi i Teslës është i mirë apo jo, të paktën na ka dhënë disa sugjerime dhe frymëzime.
