Tesla Motors Dapat Mempertimbangkan Mengganti Magnet Tanah Langka Dengan Ferit Berperforma Rendah

Karena masalah rantai pasokan dan masalah lingkungan, divisi powertrain Tesla bekerja untuk menghilangkan magnet tanah jarang dari motor listrik, dan mencari alternatif.

 

Tesla belum menemukan bahan magnet yang sama sekali baru, sehingga mungkin menggunakan teknologi yang ada untuk sementara waktu, kemungkinan besar akan menggunakan ferit yang murah dan mudah dibuat.

 

Dengan hati-hati memposisikan magnet ferit dan menyesuaikan aspek lain dari desain motor, banyak sifat motor yang digerakkan tanah jarang dapat direplikasi Indeks. Dalam hal ini, bobot motor hanya bertambah sekitar 30 persen , yang relatif terhadap bobot keseluruhan mobil.

Perbedaannya mungkin kecil.

Bahan magnet baru harus memiliki tiga karakteristik dasar berikut: 1) harus magnetis: 2) terus menjadi magnet di hadapan medan magnet lainnya; 3) Dapat menahan suhu tinggi.

 

Berita Tencent Technology News, produsen mobil listrik Tesla mengatakan bahwa motor mobilnya tidak lagi menggunakan unsur tanah jarang, yang berarti Insinyur yang mencicipi Tesla harus mengeluarkan kreativitasnya untuk mencari alternatif.

 

Bulan lalu, di acara Hari Investor Tesla, Elon Musk merilis "Master Plan Part III". Diantaranya, ada detail kecil yang menimbulkan kehebohan di bidang fisika. Colin Campbell, seorang eksekutif di divisi powertrain Tesla, mengumumkan bahwa timnya sedang mengerjakan Penghapusan magnet tanah jarang dari motor karena masalah rantai pasokan dan dampak negatif yang berlebihan dari produksi magnet tanah jarang.

Untuk mencapai hal ini, Campbell mempresentasikan dua slide yang melibatkan tiga bahan misterius yang dengan cerdik diberi label Untuk tanah jarang 1, tanah jarang 2 dan tanah jarang 3. Slide pertama mewakili keadaan Tesla saat ini, yang menggunakan setengah kilogram hingga 10 gram di setiap kendaraan. Pada slide kedua, jumlah unsur tanah jarang yang digunakan turun menjadi nol.

 

Bagi ahli magnet yang mempelajari kekuatan magis dari material tertentu akibat pergerakan elektron, identitas rare earth 1 mudah diidentifikasi, yaitu neodymium. Saat ditambahkan ke elemen umum seperti besi dan boron, logam ini dapat membantu menciptakan medan magnet yang kuat dan selalu aktif. Tetapi hanya sedikit bahan yang memiliki kualitas ini, menghasilkan mobil Tesla yang cukup besar untuk memindahkan lebih dari 2,000 bekas luka kilogram, dan medan magnet dari banyak benda lain mulai dari robot industri hingga jet tempur, memiliki lebih sedikit unsur tanah jarang. Jika Tesla diperhitungkan

Untuk menghilangkan neodymium dan elemen tanah jarang lainnya dari motor, magnet mana yang akan digunakannya?

 

Satu hal yang pasti bagi fisikawan: Tesla tidak menciptakan bahan magnet yang sama sekali baru. Andy Blackburn, wakil presiden eksekutif strategi di NIron Magnetics, berkata: "Dalam lebih dari 100 tahun, kita mungkin hanya memiliki sedikit peluang untuk mendapatkan magnet komersial baru." NIronMagnetics adalah salah satu dari sedikit startup yang mencoba memanfaatkan peluang berikutnya.

 

Blackburn dan yang lainnya percaya kemungkinan besar Tesla telah memutuskan untuk menggunakan magnet yang jauh lebih kuat. Di antara banyak kemungkinan, kandidat yang paling jelas adalah ferit: keramik yang tersusun dari besi dan oksigen, dengan campuran sejumlah kecil logam, seperti strontium. Murah dan mudah diproduksi di seluruh dunia sejak tahun 50-an abad ke-20

Pintu lemari es dibuat dengan cara ini.

 

Tetapi secara volume, ferit hanya sepersepuluh daya tarik magnet neodymium, yang menimbulkan pertanyaan baru. Eksekutif pertama Tesla Elon Musk selalu dikenal tidak kenal kompromi, tetapi jika Tesla akan beralih ke ferit, tampaknya harus membuat sesuatu

Beberapa konsesi. Sangat mudah untuk berpikir bahwa baterai adalah tenaga mobil listrik, tetapi sebenarnya elektromagnetismelah yang menggerakkan mobil listrik. Bukan kebetulan bahwa perusahaan Tesla dan unit magnetis "Tesla" dinamai menurut nama orang yang sama. Ketika elektron mengalir melalui kabel di motor Ketika berputar, mereka menghasilkan medan elektromagnetik yang mendorong gaya magnet yang berlawanan, menyebabkan poros motor menggerakkan roda berputar.

Untuk roda belakang kendaraan Tesla, gaya ini disediakan oleh motor listrik dengan magnet permanen, yaitu jenis motor yang memiliki bahan aneh yang menstabilkan medan magnet tanpa masukan arus, berkat putaran elektron yang cerdik di sekitar atom. Sla Khusus baru mulai menambahkan magnet ini ke mobil sekitar lima tahun yang lalu untuk memperpanjang masa pakai baterai tanpa meningkatkan Jangkauan baterai dan peningkatan torsi. Sebelumnya, perusahaan menggunakan motor induksi yang diproduksi di sekitar elektromagnet, yang dilalui elektromagnet

Magnet dihasilkan dengan mengkonsumsi listrik. Model-model dengan motor yang dipasang di depan masih menggunakan model ini sampai sekarang.

 

Langkah Tesla untuk meninggalkan tanah jarang dan magnet mungkin tampak agak aneh. Perusahaan mobil sering kali terobsesi dengan efisiensi kering, terutama dalam hal kendaraan listrik, mereka masih berjuang meyakinkan pengemudi untuk mengatasi rasa takut akan jangkauan. Tetapi dengan produsen mobil

Perluasan produksi kendaraan listrik telah dimulai, dan banyak proyek yang sebelumnya dianggap terlalu tidak efisien kini muncul kembali.

 

Hal ini mendorong produsen mobil, termasuk Tesla, untuk memproduksi lebih banyak mobil yang menggunakan baterai lithium iron phosphate (LFP). Dengan itu Baterai yang mengandung unsur seperti kobalt dan nikel cenderung memiliki jangkauan yang lebih pendek daripada baterai. Ini adalah teknologi yang lebih tua,

Bobot lebih besar dan kapasitas penyimpanan lebih rendah. Model 3 saat ini, ditenagai oleh tenaga berkecepatan rendah, memiliki jangkauan 272 mil (sekitar 438 km), sedangkan Model S jarak jauh dengan baterai yang lebih canggih dapat mencapai 400 mil (640 km). Tetapi mengadopsi baterai lithium besi fosfat mungkin merupakan pilihan komersial yang lebih bijak, karena menghindari penggunaan bahan yang lebih mahal atau bahkan yang ada dari risiko politik.

 

Tidak mungkin Tesla hanya akan mengganti magnet, seperti ferit, dengan sesuatu yang lebih buruk, dan tidak ada lagi yang berubah. Fisikawan Universitas Uppsala Alena Vishna berkata: "Anda akan membawa sepotong besar magnet di besi mobil. "Untungnya, motor adalah mesin yang cukup rumit, terdiri dari banyak bagian lain yang secara teoritis dapat diatur ulang kolomnya untuk mengurangi dampak penggunaan magnet yang lebih lemah.

 

Dalam model komputer, perusahaan material Proterial baru-baru ini menentukan, dengan hati-hati memposisikan magnet ferit dan menyesuaikan set motor. Dalam aspek lain, banyak indikator kinerja motor penggerak tanah jarang dapat direplikasi. Dalam hal ini, bobot motor hanya meningkat sekitar 30 persen , perbedaannya mungkin relatif kecil terhadap bobot keseluruhan mobil.

 

Terlepas dari sakit kepala ini, perusahaan mobil memiliki banyak alasan untuk meninggalkan elemen tanah jarang, tetapi hanya jika mereka melakukannya Jika Anda bisa melakukannya. Nilai seluruh pasar tanah jarang hampir sama dengan pasar telur Amerika, dan secara teori, Primes yuan tanah jarang dapat ditambang, diproses, dan diubah menjadi besi magnet di seluruh dunia, tetapi kenyataannya ada banyak tantangan untuk proses ini.

 

Thomas Krummer, seorang analis mineral dan blogger jam tangan tanah jarang yang populer, mengatakan: "Itu adalah kesepakatan $10 miliar Tetapi nilai produk yang dibuat setiap tahun adalah antara $2 triliun dan $3 triliun, yang merupakan pengungkit yang sangat besar. Mobil Juga benar bahwa meskipun hanya mengandung beberapa kilogram zat ini, menghilangkannya berarti mobil tidak dapat lagi mengemudi, kecuali jika Anda bersedia mendesain ulang seluruh mesin. ".

 

Amerika Serikat dan Eropa sedang mencoba untuk mendiversifikasi rantai pasokan ini. Tambang tanah jarang California, yang ditutup pada awal abad ke-21, baru-baru ini dibuka kembali

Bekas pasokan 15 persen tanah jarang di dunia. Di Amerika Serikat, instansi pemerintah khususnya Departemen Pertahanan membutuhkan peralatan seperti pesawat terbang dan satelit

Memberikan magnet yang kuat, mereka tertarik untuk berinvestasi dalam rantai pasokan baik di dalam negeri maupun di kawasan seperti Jepang dan Eropa. Namun mengingat keberhasilan ini adalah proses lambat yang memakan waktu bertahun-tahun atau bahkan puluhan tahun. Pada saat yang sama, permintaan untuk menyematkan magnet pada alat dekarbonisasi seperti mobil dan turbin angin juga meningkat.

Menurut lembaga riset pasar AdamasIntelligence, 12 persen logam tanah jarang saat ini digunakan dalam kendaraan listrik, yang merupakan pasar baru. Pada saat yang sama, harga tanah jarang sering berfluktuasi dengan liar, dan perusahaan eksternal seringkali tidak dapat memprediksi faktor-faktor ini

Polos.

 

Jim Chelikowski, fisikawan yang mempelajari bahan magnetik di University of Texas di Austin, mengatakan bahwa secara ringkas, Jika Anda berada di industri di mana produk alternatif dapat ditemukan, itu bisa jadi luar biasa. Tapi dia mengatakan pencarian itu lebih baik daripada ferit Ada berbagai alasan alternatif yang lebih baik untuk magnet tanah jarang. Tantangannya adalah menemukan bahan dengan tiga karakteristik dasar: 1) harus magnetis; 2) terus menjadi magnet di hadapan medan magnet lainnya; dan 3) dapat menahan suhu tinggi. Magnet termal bukan lagi magnet.

 

Para peneliti mengetahui dengan baik unsur-unsur kimia mana yang menjadi magnet yang baik, tetapi ada jutaan susunan atom yang potensial. Beberapa yang disebut pemburu magnet mengambil pendekatan dengan memulai dengan ratusan ribu material yang mungkin dan menyiangi yang mengandung tanah jarang dan kemudian menggunakan pembelajaran mesin untuk memprediksi sifat magnetik dari material yang tersisa. Pada akhir tahun lalu, Chelikows Key et al. menggunakan sistem untuk membuat bahan baru yang sangat magnetis yang mengandung kobalt. Seringkali tantangan terbesar adalah menemukan magnet baru yang mudah dibuat. Vicina dari Universitas Uppsala menjelaskan bahwa beberapa magnet yang baru dikembangkan, seperti yang mengandung mangan, menjanjikan tetapi tidak stabil. Dalam kasus lain, para ilmuwan mengetahui bahwa suatu bahan sangat magnetis, tetapi tidak dapat dibuat secara massal. Ini termasuk tetragonit, senyawa nikel-besi yang hanya ditemukan dari meteorit yang harus mengalami pendinginan lambat selama ribuan tahun untuk mengatur atomnya dengan tepat ke keadaan yang benar. Di lab, upaya untuk memajukan proses lebih cepat sedang berlangsung, tetapi belum membuahkan hasil.

 

Startup magnet Niron: Salin semua dan cari beberapa. Perusahaan mengatakan itu menghasilkan magnet nitrida besi secara teoritis dibandingkan dengan Neodymium lebih magnetis. Tapi itu juga merupakan bahan yang mudah menguap yang sulit dibuat dan diawetkan dalam bentuk yang diinginkan. Blackburn mengatakan perusahaan membuat kemajuan tetapi tidak dapat menghasilkan magnet yang cukup kuat untuk mobil Tesla generasi berikutnya. Langkah pertama, katanya, adalah menempatkan magnet baru ke perangkat yang lebih kecil seperti sound system.

 

Thomas Krummer, seorang analis pertambangan dan blogger jam tangan tanah jarang yang populer, mengatakan tidak jelas apakah pembuat mobil lain akan mengikuti langkah Tesla untuk meninggalkan tanah jarang. Beberapa perusahaan mungkin bersikeras untuk membuat kredensial nasional bergerak dengan hati-hati sementara yang lain

Salin Pilih semua dan cari beberapa perusahaan akan menggunakan induksi untuk memindahkan barang-barang Yunshan Zhoukou. Bahkan Tesla dapat menggunakan beberapa gram tanah jarang pada mobil masa depan, tersebar di berbagai tempat seperti jendela otomatis, power steering, dan wiper kaca depan.

 

Pada acara Hari Investor Tesla, slide yang membandingkan konten tanah jarang sebenarnya membandingkan seluruh mobil generasi saat ini dengan seluruh mobil generasi saat ini. Motor masa depan dibandingkan, yang bisa menjadi aksi publisitas. Solusi seperti Tesla sedang dalam pengembangan, Mengganti bahan tanah jarang di motor mungkin merupakan hal yang baik, tetapi seperti yang dikatakan Krummer, "Saya khawatir kita tidak punya cukup waktu."

 

AKHIR