Поради проблеми со синџирот на снабдување и животната средина, одделот за погонски единици на Tesla работи напорно за да ги отстрани магнетите за ретки земји од моторите и бара алтернативни решенија.
Тесла сè уште не измислил целосно нов материјал за магнети, па може да се задоволи со постоечката технологија, најверојатно користејќи евтин и лесно произведен ферит.
Со внимателно позиционирање на феритни магнети и прилагодување на другите аспекти на дизајнот на моторот, многу индикатори за изведба наретка земјапогонските мотори може да се реплицираат. Во овој случај, тежината на моторот се зголемува само за околу 30%, што може да биде мала разлика во споредба со вкупната тежина на автомобилот.
4. Новите магнетни материјали треба да ги имаат следните три основни карактеристики: 1) треба да имаат магнетизам; 2) Продолжете да одржувате магнетизам во присуство на други магнетни полиња; 3) Може да издржи високи температури.
Според Tencent Technology News, производителот на електрични возила Tesla изјавил дека елементите од ретка земја повеќе нема да се користат во неговите мотори на автомобили, што значи дека инженерите на Tesla ќе мора целосно да ја ослободат својата креативност во изнаоѓање алтернативни решенија.
Минатиот месец, Илон Маск го објави „Третиот дел од главниот план“ на настанот за Денот на инвеститорите на Тесла. Меѓу нив има и еден мал детал кој предизвика сензација во областа на физиката. Колин Кембел, висок извршен директор во одделот за погон на Тесла, објави дека неговиот тим ги отстранува магнетите за ретки земји од моторите поради проблеми со синџирот на снабдување и значително негативно влијание од производството на магнети за ретки земји.
За да ја постигне оваа цел, Кембел претстави два слајдови кои вклучуваат три мистериозни материјали умно означени како ретка земја 1, ретка земја 2 и ретка земја 3. Првиот слајд ја претставува моменталната ситуација на Тесла, каде што количината на ретки земји што ги користи компанијата во секое возило се движи од половина килограм до 10 грама. На вториот слајд, употребата на сите елементи од ретка земја е намалена на нула.
За магнетолозите кои ја проучуваат магичната моќ генерирана од електронското движење во одредени материјали, идентитетот на ретката земја 1 е лесно препознатлив, а тоа е неодимиум. Кога се додава на вообичаените елементи како што се железото и борот, овој метал може да помогне да се создаде силно, секогаш на магнетно поле. Но, малку материјали го имаат овој квалитет, а уште помалку елементи од ретки земји генерираат магнетни полиња кои можат да ги придвижат автомобилите на Тесла со тежина од над 2000 килограми, како и многу други работи од индустриски роботи до борбени авиони. Ако Тесла планира да отстрани неодимиум и други елементи од ретка земја од моторот, кој магнет ќе го користи наместо тоа?
За физичарите едно е сигурно: Тесла не измислил сосема нов тип на магнетен материјал. Енди Блекбурн, извршен потпретседател за стратегија во NIron Magnets, рече: „За повеќе од 100 години, можеби ќе имаме само неколку можности да стекнеме нови деловни магнети“. NIron Magnets е еден од ретките стартапи кои се обидуваат да ја искористат следната можност.
Блекбурн и другите веруваат дека е поверојатно дека Тесла одлучил да се задоволи со многу помалку моќен магнет. Меѓу многуте можности, најочигледен кандидат е феритот: керамика составена од железо и кислород, измешана со мала количина метал како што е стронциумот. Тој е и евтин и лесен за производство, а од 1950-тите, вратите на фрижидерите ширум светот се произведуваат на овој начин.
Но, во однос на волуменот, магнетизмот на феритот е само една десетина од неодимиумските магнети, што покренува нови прашања. Извршниот директор на Tesla, Илон Маск, отсекогаш бил познат по тоа што е бескомпромисен, но ако Tesla сака да се префрли на феритот, се чини дека мора да се направат некои отстапки.
Лесно е да се поверува дека батериите се моќта на електричните возила, но во реалноста, електромагнетното возење е она што ги движи електричните возила. Не е случајно што и компанијата Тесла и магнетната единица „Тесла“ се именувани по исто лице. Кога електроните течат низ намотките во моторот, тие генерираат електромагнетно поле што ја придвижува спротивната магнетна сила, предизвикувајќи ја оската на моторот да ротира заедно со тркалата.
За задните тркала на автомобилите на Тесла, овие сили ги обезбедуваат мотори со постојани магнети, чуден материјал со стабилно магнетно поле и без струја, благодарение на паметното вртење на електроните околу атомите. Тесла почна да ги додава овие магнети на автомобилите дури пред околу пет години, со цел да го прошири опсегот и да го зголеми вртежниот момент без да ја надгради батеријата. Пред ова, компанијата користеше индукциски мотори произведени околу електромагнети, кои генерираат магнетизам со потрошувачка на електрична енергија. Оние модели опремени со предни мотори сè уште го користат овој режим.
Потегот на Тесла да ги напушти ретките земји и магнети изгледа малку чудно. Автомобилските компании често се опседнати со ефикасноста, особено во случајот со електричните возила, каде што сè уште се обидуваат да ги убедат возачите да го надминат стравот од опсегот. Но, како што производителите на автомобили почнуваат да го прошируваат обемот на производство на електрични возила, многу проекти кои претходно се сметаа за премногу неефикасни, повторно излегуваат на површина.
Ова ги поттикна производителите на автомобили, вклучително и Тесла, да произведуваат повеќе автомобили користејќи батерии со литиум железо фосфат (LFP). Во споредба со батериите што содржат елементи како што се кобалт и никел, овие модели често имаат помал опсег. Ова е постара технологија со поголема тежина и помал капацитет за складирање. Во моментов, моделот 3 кој се напојува со моќност со мала брзина има опсег од 272 милји (приближно 438 километри), додека далечинскиот модел S опремен со понапредни батерии може да достигне 400 милји (640 километри). Сепак, употребата на литиум железо фосфатна батерија може да биде поразумен деловен избор, бидејќи ја избегнува употребата на поскапи, па дури и политички ризични материјали.
Сепак, тешко дека Tesla едноставно ќе ги замени магнетите со нешто полошо, како што е феритот, без да направи други промени. Физичарката Алаина Вишна од Универзитетот во Упсала рече: „Ќе носите огромен магнет во вашиот автомобил. За среќа, електричните мотори се прилично сложени машини со многу други компоненти кои теоретски можат да се преуредат за да се намали влијанието на користењето послаби магнети.
Во компјутерските модели, компанијата за материјали Proterial неодамна утврди дека многу показатели за перформансите на моторите за погон на ретки земји може да се реплицираат со внимателно позиционирање на феритни магнети и прилагодување на другите аспекти на дизајнот на моторот. Во овој случај, тежината на моторот се зголемува само за околу 30%, што може да биде мала разлика во споредба со вкупната тежина на автомобилот.
И покрај овие главоболки, автомобилските компании сè уште имаат многу причини да ги напуштат елементите од ретки земји, под услов да го сторат тоа. Вредноста на целиот пазар на ретки земји е слична на онаа на пазарот на јајца во САД, а теоретски, елементите од ретки земји можат да се ископуваат, обработуваат и претвораат во магнети ширум светот, но во реалноста, овие процеси претставуваат многу предизвици.
Аналитичарот за минерали и популарен блогер за набљудување на ретки земји, Томас Крумер, рече: „Ова е индустрија од 10 милијарди долари, но вредноста на производите што се создаваат секоја година се движи од 2 трилиони долари до 3 трилиони долари, што е огромен лост. Истото важи и за автомобилите. Дури и ако содржат само неколку килограми од оваа супстанца, нивното отстранување значи дека автомобилите повеќе не можат да работат освен ако не сте подготвени да го редизајнирате целиот мотор.
Соединетите Американски Држави и Европа се обидуваат да го диверзифицираат овој синџир на снабдување. Калифорниските рудници за ретки земји, кои беа затворени на почетокот на 21 век, неодамна беа повторно отворени и во моментов обезбедуваат 15% од светските ресурси за ретки земји. Во Соединетите Држави, владините агенции (особено Министерството за одбрана) треба да обезбедат моќни магнети за опрема како што се авиони и сателити, и тие се ентузијасти за инвестирање во синџири на снабдување во земјата и во региони како Јапонија и Европа. Но, со оглед на трошоците, потребната технологија и прашањата за животната средина, ова е бавен процес кој може да трае неколку години или дури и децении.
Време на објавување: мај-11-2023 година