Због ланца снабдевања и еколошких проблема, Теслин одељење за погонски склоп напорно ради на уклањању магнета ретких земаља са мотора и тражи алтернативна решења.
Тесла још није измислио потпуно нови магнетни материјал, па би се могао задовољити постојећом технологијом, највероватније користећи јефтин и лако произведен ферит.
Пажљивим позиционирањем феритних магнета и подешавањем других аспеката дизајна мотора, многи показатељи перформанси одретке земљепогонски мотори се могу реплицирати.У овом случају, тежина мотора се повећава само за око 30%, што може бити мала разлика у поређењу са укупном тежином аутомобила.
4. Нови магнетни материјали треба да имају следеће три основне карактеристике: 1) да имају магнетизам;2) Наставите да одржавате магнетизам у присуству других магнетних поља;3) Може издржати високе температуре.
Према Тенцент Тецхнологи Невс-у, произвођач електричних возила Тесла изјавио је да се ретки земљани елементи више неће користити у његовим моторима аутомобила, што значи да ће Теслини инжењери морати у потпуности да ослободе своју креативност у проналажењу алтернативних решења.
Прошлог месеца, Елон Муск је објавио „Трећи део мастер плана“ на догађају Тесла Инвестор Даи.Међу њима постоји један мали детаљ који је изазвао сензацију у области физике.Колин Кембел, виши извршни директор у Теслином одељењу за погон, најавио је да његов тим уклања магнете ретких земаља са мотора због проблема у ланцу снабдевања и значајног негативног утицаја производње магнета ретких земаља.
Да би постигао овај циљ, Цампбелл је представио два слајда која укључују три мистериозна материјала паметно означена као ретке земље 1, ретке земље 2 и ретке земље 3. Први слајд представља Теслину тренутну ситуацију, где је количина ретких земаља коју компанија користи у сваком возилу креће се од пола килограма до 10 грама.На другом слајду, употреба свих реткоземних елемената је сведена на нулу.
За магнетологе који проучавају магичну снагу коју генерише електронско кретање у одређеним материјалима, идентитет ретке земље 1 је лако препознатљив, а то је неодимијум.Када се дода уобичајеним елементима као што су гвожђе и бор, овај метал може помоћи у стварању јаког магнетног поља које је увек укључено.Али мало материјала има овај квалитет, а још мање реткоземних елемената генерише магнетна поља која могу да покрећу Теслине аутомобиле тешке преко 2000 килограма, као и многе друге ствари од индустријских робота до борбених авиона.Ако Тесла планира да уклони неодимијум и друге елементе ретких земаља из мотора, који магнет ће користити уместо тога?
За физичаре је једно сигурно: Тесла није измислио потпуно нову врсту магнетног материјала.Енди Блекбурн, извршни потпредседник за стратегију у компанији НИрон Магнетс, рекао је: „За више од 100 година, можда ћемо имати само неколико прилика да набавимо нове пословне магнете.НИрон Магнетс је један од ретких стартапова који покушавају да искористе следећу прилику.
Блекбурн и други верују да је вероватније да је Тесла одлучио да се задовољи са много мање моћним магнетом.Међу многим могућностима, најочигледнији кандидат је ферит: керамика састављена од гвожђа и кисеоника, помешана са малом количином метала као што је стронцијум.И јефтина је и једноставна за производњу, а од 1950-их, врата фрижидера широм света се производе на овај начин.
Али у смислу запремине, магнетизам ферита је само једна десетина магнета неодимијума, што поставља нова питања.Извршни директор Тесле Елон Муск одувек је био познат по томе што је био бескомпромисан, али ако Тесла жели да пређе на ферит, чини се да се морају направити неки уступци.
Лако је поверовати да су батерије снага електричних возила, али у стварности електромагнетна вожња покреће електрична возила.Није случајно да и компанија Тесла и магнетна јединица „Тесла“ носе име по истој особи.Када електрони пролазе кроз завојнице у мотору, они стварају електромагнетно поље које покреће супротну магнетну силу, узрокујући да се осовина мотора ротира са точковима.
За задње точкове Теслиних аутомобила ове силе обезбеђују мотори са трајним магнетима, чудан материјал са стабилним магнетним пољем и без струјног улаза, захваљујући паметном окретању електрона око атома.Тесла је тек пре пет година почео да додаје ове магнете у аутомобиле, како би проширио домет и повећао обртни момент без надоградње батерије.Пре тога, компанија је користила индукционе моторе произведене око електромагнета, који генеришу магнетизам трошењем електричне енергије.Они модели опремљени предњим моторима и даље користе овај режим.
Теслин потез да напусти ретке земље и магнете делује помало чудно.Аутомобилске компаније су често опседнуте ефикасношћу, посебно у случају електричних возила, где још увек покушавају да убеде возаче да превазиђу страх од домета.Али како произвођачи аутомобила почињу да проширују обим производње електричних возила, многи пројекти за које се раније сматрало да су превише неефикасни поново се појављују.
Ово је подстакло произвођаче аутомобила, укључујући Теслу, да производе више аутомобила користећи литијум-гвожђе-фосфатне (ЛФП) батерије.У поређењу са батеријама које садрже елементе као што су кобалт и никл, ови модели често имају краћи домет.Ово је старија технологија са већом тежином и мањим капацитетом складиштења.Тренутно, модел 3 са погоном на мале брзине има домет од 272 миље (приближно 438 километара), док даљински модел С опремљен напреднијим батеријама може да достигне 400 миља (640 километара).Међутим, употреба литијум-гвоздене фосфатне батерије може бити разумнији пословни избор, јер избегава употребу скупљих, па чак и политички ризичних материјала.
Међутим, мало је вероватно да ће Тесла једноставно заменити магнете нечим лошијим, као што је ферит, без икаквих других промена.Физичарка Универзитета у Упсали Алаина Висхна рекла је: „Носћете огроман магнет у свом аутомобилу.На срећу, електрични мотори су прилично сложене машине са многим другим компонентама које се теоретски могу преуредити како би се смањио утицај употребе слабијих магнета.
У компјутерским моделима, компанија за материјал Протериал је недавно утврдила да се многи индикатори перформанси погонских мотора ретких земаља могу реплицирати пажљивим позиционирањем феритних магнета и подешавањем других аспеката дизајна мотора.У овом случају, тежина мотора се повећава само за око 30%, што може бити мала разлика у поређењу са укупном тежином аутомобила.
Упркос овим главобољама, аутомобилске компаније и даље имају много разлога да напусте елементе ретких земаља, под условом да то могу.Вредност целокупног тржишта ретких земаља је слична оној на тржишту јаја у Сједињеним Државама, а теоретски, ретки земљани елементи се могу копати, прерађивати и претварати у магнете широм света, али у стварности ови процеси представљају многе изазове.
Аналитичар минерала и популарни блогер за посматрање ретких земаља Томас Крумер рекао је: „Ово је индустрија вредна 10 милијарди долара, али вредност производа који се стварају сваке године креће се од 2 до 3 билиона долара, што је огромна полуга.Исто важи и за аутомобиле.Чак и ако садрже само неколико килограма ове супстанце, њихово уклањање значи да аутомобили више не могу да раде осим ако нисте вољни да редизајнирате цео мотор
Сједињене Државе и Европа покушавају да диверзификују овај ланац снабдевања.Калифорнијски рудници ретких земаља, који су затворени почетком 21. века, недавно су поново отворени и тренутно снабдевају 15% светских ресурса ретких земаља.У Сједињеним Државама, владине агенције (посебно Министарство одбране) треба да обезбеде снажне магнете за опрему као што су авиони и сателити, и одушевљени су улагањем у ланце снабдевања у земљи и регионима као што су Јапан и Европа.Али с обзиром на трошкове, потребну технологију и проблеме животне средине, ово је спор процес који може трајати неколико година или чак деценија.
Време поста: 11. мај 2023