Тесла Моторс би могао да размотри замену магнета ретких земаља са феритима ниских перформанси

Због проблема у ланцу снабдевања и забринутости за животну средину, Теслин одсек за погонски склоп ради на уклањању магнета ретких земаља са електромотора и у потрази за алтернативама.

 

Тесла још није измислио потпуно нови магнетни материјал, тако да може неко време користити постојећу технологију, највероватније да ће користити јефтине и једноставне за производњу ферита.

 

Пажљивим позиционирањем феритних магнета и подешавањем других аспеката дизајна мотора, многа својства мотора на ретке земље могу се реплицирати. У овом случају, тежина мотора се повећала само за око 30 процената, што је ово у односу на укупну тежину аутомобила

Разлика може бити мала.

Нови магнетни материјал треба да има следеће три основне карактеристике: 1) да буде магнетан: 2) да и даље буде магнетан у присуству других магнетних поља; 3) Може издржати високу температуру.

 

Тенцент Тецхнологи Невс, произвођач електричних аутомобила Тесла рекао је да његови мотори аутомобила више неће користити елементе ретких земаља, што значи да ће инжењери који кушају Теслу морати да ослободе своју креативност како би пронашли алтернативе.

 

Прошлог месеца, на Теслином догађају Инвестор Даи, Елон Муск је објавио „Мастер план ИИИ део“. Међу њима је један мали детаљ изазвао пометњу у области физике. Колин Кембел, извршни директор Теслиног одељења за погонске системе, најавио је да његов тим ради на Уклањање магнета ретких земаља са мотора због проблема у ланцу снабдевања и прекомерног негативног утицаја производње магнета ретких земаља.

Да би то постигао, Кембел је представио два слајда која укључују три мистериозна материјала који су паметно означени За ретку земљу 1, ретку земљу 2 и ретку земљу 3. Први слајд представља тренутно стање Тесле, који користи од пола килограма до 10 грама у сваком возилу. На другом слајду, број коришћених реткоземних елемената пада на нулу.

 

За магнетисте који проучавају магичну моћ одређених материјала услед кретања електрона, идентитет ретке земље 1 је лако идентификовати, то је неодимијум. Када се дода уобичајеним елементима као што су гвожђе и бор, овај метал може помоћи у стварању јаког, увек укљученог магнетног поља. Али мало материјала има овај квалитет, производећи Тесла аутомобиле који су довољно велики да помере више од 2,000 килограма ожиљака, а магнетна поља многих других ствари, од индустријских робота до борбених авиона, имају мање елемената ретких земаља. Ако Тесла рачуна

Да бисте уклонили неодимијум и друге елементе ретких земаља из мотора, који магнет ће користити уместо тога?

 

Једно је сигурно за физичаре: Тесла није измислио потпуно нови магнетни материјал. Енди Блекбурн, извршни потпредседник стратегије у компанији НИрон Магнетицс, рекао је: „За више од 100 година, можда ћемо имати само неколико прилика да набавимо нове комерцијалне магнете. НИронМагнетицс је један од ретких стартапова који покушавају да искористе следећу прилику.

 

Блекбурн и други верују да је вероватније да је Тесла одлучио да користи много мање моћан магнет. Међу многим могућностима, најочигледнији кандидат је ферит: керамика састављена од гвожђа и кисеоника, са малом количином метала, као што је стронцијум, се меша. Од 50-их година 20. века је јефтин и лак за производњу широм света

На овај начин се производе врата фрижидера.

 

Али по запремини, ферити су само једна десетина магнетизма неодимијумских магнета, што поставља нова питања. Први извршни директор Тесле Елон Муск одувек је био познат по томе што је био бескомпромисан, али ако Тесла намерава да пређе на ферит, чини се да мора да направи нешто

Неки уступци. Лако је мислити да су батерије снага електричних аутомобила, али у ствари електромагнетизам покреће електричне аутомобиле. Није случајно да и компанија Тесла и магнетна јединица „Тесла” носе име по истој личности. Када електрони пролазе кроз жице у мотору Приликом окретања, они стварају електромагнетно поље које гура супротну магнетну силу, узрокујући да осовина мотора покреће точкове да се окрећу.

За задње точкове Теслиних возила ове силе обезбеђује електромотор са трајним магнетом, који је тип мотора који има чудан материјал који стабилизује магнетно поље без икаквог струјног уноса, захваљујући генијалном окретању електрона око атома. Специал Сла је тек пре пет година почео да додаје ове магнете у аутомобиле како би продужио век трајања батерије без надоградње домета батерије и повећаног обртног момента. Пре тога, компанија је користила индукционе моторе произведене око електромагнета, кроз које су пролазили електромагнети

Магнетизам настаје трошењем електричне енергије. Они модели са предњим мотором и данас користе овај модел.

 

Теслин потез да напусти ретке земље и магнете може изгледати помало чудно. Аутомобилске компаније су често опседнуте ефикасношћу на сувом, посебно у случају електричних возила, и даље се боре да убеде возаче да превазиђу свој страх од домета. Али код произвођача аутомобила

Почиње ширење производње електричних возила, а поново се појављују многи пројекти који су се раније сматрали превише неефикасним.

 

Ово је подстакло произвођаче аутомобила, укључујући Теслу, да производе више аутомобила који користе литијум-гвожђе-фосфатне (ЛФП) батерије. Са оним батеријама које садрже елементе као што су кобалт и никл обично имају краћи домет од батерија. Ово је старија технологија,

Већа тежина и мањи капацитет складиштења. Актуелни Модел 3, покретан снагом при малим брзинама, има домет од 272 миље (приближно 438 км), док модел С дугог домета са напреднијим батеријама може да достигне 400 миља (640 км). Али усвајање литијум-гвожђе-фосфатних батерија може бити мудрији комерцијални избор, јер избегава употребу скупљих или чак егзистенцијалних. Материјал политичког ризика.

 

Мало је вероватно да ће Тесла једноставно заменити магнете, попут ферита, нечим лошијим, и ништа друго. Физичарка са Универзитета Упсала Алена Висхна рекла је: „Носћете огроман комад магнетизма у аутомобилском гвожђу. „На срећу, мотори су прилично сложене машине, састављене од много других делова који би теоретски могли да се преуреде у колону да би се ублажио утицај коришћења слабијих магнета.

 

У компјутерском моделу, компанија за материјале Протериал је недавно утврдила, пажљивим позиционирањем феритног магнета и подешавањем сета мотора. У другим аспектима, многи индикатори перформанси погонских мотора ретких земаља могу се реплицирати. У овом случају, само тежина мотора Уз повећање од око 30 процената, разлика може бити мала у односу на укупну тежину аутомобила.

 

Упркос овим главобољама, аутомобилске компаније имају много разлога да напусте елементе ретких земаља, али само ако то учине, ако то можете. Вредност целокупног тржишта ретких земаља је отприлике иста као и америчко тржиште јаја, и у теорији, прајмови јуана ретких земаља могу се копати, прерађивати и претварати у магнетизам широм света гвожђа, али у ствари постоје многи изазови за ове процесе.

 

Томас Крумер, аналитичар минерала и популарни блогер о сатовима ретких земаља, рекао је: „То је посао од 10 милијарди долара, али вредност производа који се стварају годишње је између 2 билиона и 3 трилиона долара, што је огромна полуга. Аутомобил Такође је тачно да чак и ако садрже само неколико килограма ове супстанце, уклањање значи да аутомобили више не можете да радите тако.

 

Сједињене Државе и Европа покушавају да диверзификују овај ланац снабдевања. Калифорнијски рудници ретких земаља, који су затворени почетком 21. века, недавно су поново отворени

Некадашње снабдевање 15 одсто ретких земаља у свету. У Сједињеним Државама, владиним агенцијама, посебно Министарству одбране, потребна је опрема као што су авиони и сателити

Пружајући моћне магнете, они желе да улажу у ланце снабдевања како у земљи тако и у регионима као што су Јапан и Европа. Али с обзиром на успех Ово је спор процес који траје годинама или чак деценијама. Истовремено, потражња за уградњом магнета у алате за декарбонизацију као што су аутомобили и турбине на ветар такође је у порасту.

Према институту за истраживање тржишта АдамасИнтеллигенце, 12 одсто ретких земаља се тренутно користи у електричним возилима, што је ново тржиште. У исто време, цене ретких земаља често варирају, а спољне компаније често не могу да предвиде ове факторе

Плаин.

 

Јим Цхеликовски, физичар који проучава магнетне материјале на Универзитету Тексас у Остину, рекао је да укратко, ако сте у индустрији у којој се могу наћи алтернативни производи, то би могло бити изванредно. Али он је рекао да је потрага била боља од ферита. Постоји низ разлога за боље алтернативе магнетима ретких земаља. Изазов је пронаћи материјал са три основне карактеристике: 1) треба да буде магнетан; 2) наставља да буде магнетна у присуству других магнетних поља; и 3) може да издржи високе температуре. Термални магнети више нису магнети.

 

Истраживачи врло добро знају који хемијски елементи чине добре магнете, али постоје милиони потенцијалних атомских аранжмана Семе. Неки такозвани ловци на магнете узимају приступ тако што почињу са стотинама хиљада могућих материјала и уклањају оне који садрже ретке земље, а затим користе машинско учење да предвиде магнетна својства преосталог материјала. Крајем прошле године, Цхеликовс Кеи ет ал. користио систем за стварање новог високо магнетног материјала који садржи кобалт. Често је највећи изазов проналажење нових магнета које је лако произвести. Вицина са Универзитета Упсала објаснио је да су неки новоразвијени магнети, попут оних који садрже манган, обећавајући, али нестабилни. У другим случајевима, научници знају да је материјал изузетно магнетан, али се не може масовно производити. То укључује тетрагонит, једињење никла и гвожђа које се налази само у метеоритима који морају да прођу хиљадама година спорог хлађења да би прецизно распоредили своје атоме у право стање. У лабораторији, напори да се процес помери брже су у току, али још не доносе плодове.

 

Покретање магнета Нирон: Копирајте све и потражите неке. Компанија каже да производи магнете од жељезног нитрида теоретски у поређењу са неодимијумом који је магнетнији. Али то је такође испарљив материјал који је тешко произвести и сачувати у жељеном облику. Блекбурн је рекао да компанија напредује, али не може да произведе довољно моћне магнете за Теслину следећу генерацију аутомобила. Први корак, каже он, је постављање новог магнета у мање уређаје као што су звучни системи.

 

Томас Крумер, аналитичар рударства и популарни блогер о сатовима ретких земаља, рекао је да није јасно да ли ће други произвођачи аутомобила пратити Теслин потез да напусти ретке земље. Неке компаније могу инсистирати на томе да се национални акредитиви пажљиво померају, док друге

Копирај Одаберите све и потражите неке компаније ће користити индукцију да преместите ствари Иунсхан Зхоукоу. Чак би и Тесла могао да користи неколико грама ретких земаља на будућим аутомобилима, разбацаних по местима као што су аутоматски прозори, серво управљач и брисачи.

 

На Теслином догађају Инвестор Даи, слајд који је упоређивао садржај ретких земаља је заправо поређење читавог аутомобила тренутне генерације са целим аутомобилом тренутне генерације. Упоређени су будући мотори, што би могло бити рекламни трик. Заобилазна решења као што је Тесла су у развоју, Замена ретких земних материјала у моторима може бити добра ствар, али као што Крумер каже, "Бојим се да немамо довољно времена."

 

КРАЈ