ستعود تسلا إلى السيارات الكهربائية التي لا تحتوي على عناصر أرضية نادرة

أعلنت Tesla اليوم في يوم المستثمر أن الشركة ستقوم ببناء محرك سيارة كهربائية بمغناطيس دائم وخالٍ من التربة النادرة.
تمثل العناصر الأرضية النادرة موضع خلاف في سلسلة توريد المركبات الكهربائية نظرًا لصعوبة تأمين الإمدادات وكثير من الإنتاج العالمي يتم تصنيعه أو معالجته في الصين.
هذا مهم لعدة أسباب ، ليس أقلها الدافع الحالي لإدارة بايدن لإنتاج مواد لمكونات السيارات الكهربائية المحلية.
ومع ذلك ، هناك العديد من المفاهيم الخاطئة حول ماهية العناصر الأرضية النادرة ومقدار استخدام العناصر الأرضية النادرة في السيارات الكهربائية.في الواقع ، لا تحتوي بطاريات الليثيوم أيون عمومًا على تربة نادرة (على الرغم من أنها تحتوي على "معادن حرجة" أخرى على النحو المحدد في قانون الحد من التضخم).
في الجدول الدوري ، "العناصر الأرضية النادرة" هي العناصر المميزة باللون الأحمر في الرسم البياني أدناه - اللانثانيدات ، وكذلك سكانديوم والإيتريوم.في الواقع ، فهي ليست نادرة بشكل خاص ، حيث يحتوي النيوديميوم على حوالي ثلثي محتوى النحاس.
تُستخدم العناصر الأرضية النادرة في السيارات الكهربائية في محركات السيارات الكهربائية ، وليس البطاريات.الأكثر استخدامًا هو النيوديميوم ، وهو مغناطيس قوي يستخدم في مكبرات الصوت ومحركات الأقراص الثابتة والمحركات الكهربائية.يشيع استخدام الديسبروسيوم والتيربيوم من المواد المضافة لمغناطيس النيوديميوم.
أيضًا ، لا تستخدم جميع أنواع محركات السيارات الكهربائية العناصر الأرضية النادرة - تستخدمها تسلا في محركات التيار المستمر ذات المغناطيس الدائم ، ولكن ليس في المحركات الحثية للتيار المتردد.
في البداية ، استخدمت Tesla محركات تحريض AC في مركباتها ، والتي لم تتطلب تربة نادرة.في الواقع ، هذا هو المكان الذي جاء منه اسم الشركة - كان نيكولا تيسلا مخترع المحرك التعريفي للتيار المتردد.ولكن عندما تم طرح الطراز 3 ، قدمت الشركة محرك مغناطيسي دائم جديد وبدأت في النهاية في استخدامه في مركبات أخرى.
قالت Tesla اليوم إنها تمكنت من تقليل كمية الأرض النادرة المستخدمة في هذه المحركات الجديدة من الطراز 3 بنسبة 25 ٪ بين عامي 2017 و 2022 بفضل تحسين كفاءة توليد القوة.
ولكن يبدو الآن أن تسلا تحاول الحصول على أفضل ما في العالمين: محرك مغناطيسي دائم ولكن لا توجد أرضيات نادرة.
البديل الرئيسي لـ NdFeB للمغناطيس الدائم هو الفريت البسيط (أكسيد الحديد ، عادةً مع إضافات الباريوم أو السترونشيوم).يمكنك دائمًا جعل المغناطيس الدائم أقوى فقط باستخدام المزيد من المغناطيسات ، ولكن المساحة داخل دوار المحرك محدودة ويمكن أن يوفر NdFeBB مزيدًا من المغنطة بمواد أقل.تشمل المواد المغناطيسية الدائمة الأخرى الموجودة في السوق AlNiCo (AlNiCo) ، الذي يعمل بشكل جيد في درجات الحرارة العالية ولكنه يفقد المغنطة بسهولة ، و Samarium Cobalt ، وهو مغناطيس أرضي نادر آخر يشبه NdFeB ولكنه أفضل في درجات الحرارة المرتفعة.يتم حاليًا البحث في عدد من المواد البديلة ، والتي تهدف بشكل أساسي إلى سد الفجوة بين الحديد والأتربة النادرة ، ولكن هذا لا يزال في المختبر ولم يتم إنتاجه بعد.
أظن أن تسلا وجدت طريقة لاستخدام دوار بمغناطيس من الفريت.إذا قاموا بتقليل محتوى العناصر الأرضية النادرة ، فهذا يعني أنهم يقللون من عدد المغناطيس الدائم في الدوار.أراهن أنهم قرروا الحصول على تدفق أقل من المعتاد من قطعة كبيرة من الفريت بدلاً من قطعة صغيرة من NdFeB.قد أكون مخطئًا ، فقد يكونون قد استخدموا مادة بديلة على نطاق تجريبي.لكن هذا يبدو غير مرجح بالنسبة لي - تهدف Tesla إلى الإنتاج الضخم ، وهو ما يعني أساسًا الأرض النادرة أو الفريت.
خلال العرض التقديمي ليوم المستثمر ، عرضت تسلا شريحة تقارن الاستخدام الحالي للأتربة النادرة في محرك المغناطيس الدائم طراز Y بمحرك الجيل التالي المحتمل:
لم تحدد Tesla العناصر التي استخدمتها ، وربما تعتقد أن المعلومات هي سر تجاري لم ترغب في الكشف عنها.لكن الرقم الأول يمكن أن يكون نيوديميوم ، والباقي يمكن أن يكون الديسبروسيوم والتيربيوم.
بالنسبة للمحركات المستقبلية - حسنًا ، لسنا متأكدين حقًا.تشير رسومات Tesla إلى أن محرك الجيل التالي سيحتوي على مغناطيس دائم ، لكن هذا المغناطيس لن يستخدم تربة نادرة.
كانت المغناطيسات الدائمة القائمة على النيوديميوم هي المعيار لمثل هذه التطبيقات لبعض الوقت ، ولكن تم استكشاف مواد أخرى محتملة خلال العقد الماضي لتحل محلها.بينما لم تحدد Tesla أي واحد تخطط لاستخدامه ، يبدو أنها قريبة من اتخاذ قرار - أو على الأقل ترى فرصة لإيجاد حل أفضل في المستقبل القريب.
يقود جيمسون السيارات الكهربائية منذ عام 2009 ، وكان يكتب عن السيارات الكهربائية والطاقة النظيفة لموقع electok.co منذ عام 2016.