Zbog problema u opskrbnom lancu i okoliša, Teslin odjel za pogonske sklopove naporno radi na uklanjanju magneta rijetkih zemalja iz motora i traži alternativna rješenja.
Tesla još nije izumio potpuno novi magnetski materijal, pa bi se mogao zadovoljiti postojećom tehnologijom, najvjerojatnije koristeći jeftin i lako proizveden ferit.
Pažljivim postavljanjem feritnih magneta i podešavanjem drugih aspekata dizajna motora, mnogi pokazatelji učinkarijetka zemljapogonski motori se mogu replicirati.U ovom slučaju, težina motora se povećava samo za oko 30%, što može biti mala razlika u usporedbi s ukupnom težinom automobila.
4. Novi magnetni materijali moraju imati sljedeće tri osnovne karakteristike: 1) moraju imati magnetizam;2) Nastavite održavati magnetizam u prisutnosti drugih magnetskih polja;3) Može izdržati visoke temperature.
Prema Tencent Technology Newsu, proizvođač električnih vozila Tesla izjavio je da se elementi rijetke zemlje više neće koristiti u njegovim automobilskim motorima, što znači da će Teslini inženjeri morati u potpunosti osloboditi svoju kreativnost u pronalaženju alternativnih rješenja.
Prošlog mjeseca Elon Musk objavio je "Treći dio glavnog plana" na događaju Tesla Investor Day.Među njima je i mali detalj koji je izazvao senzaciju u području fizike.Colin Campbell, viši izvršni direktor u Teslinom odjelu za pogonske sklopove, objavio je da njegov tim uklanja magnete rijetkih zemalja iz motora zbog problema s opskrbnim lancem i značajnog negativnog utjecaja proizvodnje magneta rijetkih zemalja.
Kako bi postigao ovaj cilj, Campbell je predstavio dva slajda koja uključuju tri tajanstvena materijala pametno označena kao rijetke zemlje 1, rijetke zemlje 2 i rijetke zemlje 3. Prvi slajd predstavlja Teslinu trenutnu situaciju, gdje količina rijetkih zemalja koju tvrtka koristi u svakom vozilu kreće se od pola kilograma do 10 grama.Na drugom slajdu upotreba svih elemenata rijetke zemlje smanjena je na nulu.
Za magnetologe koji proučavaju magičnu moć koju stvara elektroničko gibanje u određenim materijalima, identitet rijetke zemlje 1 lako je prepoznati, a to je neodim.Kada se doda uobičajenim elementima kao što su željezo i bor, ovaj metal može pomoći u stvaranju snažnog, uvijek aktivnog magnetskog polja.Ali malo materijala ima tu kvalitetu, a još manje elemenata rijetke zemlje stvaraju magnetska polja koja mogu pokretati Tesline automobile teške preko 2000 kilograma, kao i mnoge druge stvari od industrijskih robota do borbenih zrakoplova.Ako Tesla planira ukloniti neodim i druge elemente rijetke zemlje iz motora, koji će magnet koristiti umjesto toga?
Za fizičare je jedno sigurno: Tesla nije izumio potpuno novu vrstu magnetskog materijala.Andy Blackburn, izvršni potpredsjednik strategije u tvrtki NIron Magnets, rekao je: "U više od 100 godina možda ćemo imati samo nekoliko prilika za nabavu novih poslovnih magneta."NIron Magnets jedan je od rijetkih startupa koji pokušavaju iskoristiti sljedeću priliku.
Blackburn i drugi vjeruju da je vjerojatnije da se Tesla odlučio zadovoljiti s mnogo manje snažnim magnetom.Među mnogim mogućnostima, najočitiji kandidat je ferit: keramika sastavljena od željeza i kisika, pomiješana s malom količinom metala kao što je stroncij.I jeftin je i jednostavan za proizvodnju, a od 1950-ih vrata hladnjaka diljem svijeta proizvode se na ovaj način.
Ali u smislu volumena, magnetizam ferita je samo jedna desetina magnetizma neodimijskog magneta, što otvara nova pitanja.Izvršni direktor Tesle Elon Musk oduvijek je bio poznat po beskompromisnosti, ali ako Tesla želi prijeći na ferit, čini se da se moraju učiniti neki ustupci.
Lako je povjerovati da su baterije snaga električnih vozila, ali u stvarnosti električna vozila pokreće elektromagnetska vožnja.Nije slučajno da su i tvrtka Tesla i magnetska jedinica “Tesla” nazvani po istoj osobi.Kada elektroni teku kroz zavojnice u motoru, oni stvaraju elektromagnetsko polje koje pokreće suprotnu magnetsku silu, uzrokujući da se osovina motora okreće zajedno s kotačima.
Za stražnje kotače Teslinih automobila te sile osiguravaju motori s trajnim magnetima, neobičan materijal sa stabilnim magnetskim poljem i bez struje, zahvaljujući pametnoj vrtnji elektrona oko atoma.Tesla je tek prije pet godina počeo dodavati ove magnete u automobile, kako bi produžio domet i povećao moment bez nadogradnje baterije.Prije toga, tvrtka je koristila indukcijske motore proizvedene oko elektromagneta, koji stvaraju magnetizam trošeći električnu energiju.Oni modeli opremljeni prednjim motorima još uvijek koriste ovaj način rada.
Teslin potez da napusti rijetke zemlje i magnete čini se pomalo čudnim.Automobilske tvrtke često su opsjednute učinkovitošću, posebice u slučaju električnih vozila, gdje još uvijek pokušavaju uvjeriti vozače da prevladaju strah od dometa.Ali kako proizvođači automobila počinju širiti opseg proizvodnje električnih vozila, mnogi projekti koji su se prije smatrali previše neučinkovitima ponovno se pojavljuju.
To je potaknulo proizvođače automobila, uključujući Teslu, da proizvode više automobila koristeći litij željezo fosfatne (LFP) baterije.U usporedbi s baterijama koje sadrže elemente poput kobalta i nikla, ovi modeli često imaju kraći domet.Ovo je starija tehnologija s većom težinom i manjim kapacitetom pohrane.Trenutačno Model 3 napajan strujom niske brzine ima domet od 272 milje (otprilike 438 kilometara), dok Model S na daljinsko upravljanje opremljen naprednijim baterijama može doseći 400 milja (640 kilometara).Međutim, korištenje litij-željezo-fosfatne baterije može biti razumniji poslovni izbor, jer izbjegava korištenje skupljih, pa čak i politički rizičnih materijala.
Međutim, Tesla vjerojatno neće jednostavno zamijeniti magnete nečim lošijim, poput ferita, bez ikakvih drugih promjena.Fizičarka sa Sveučilišta u Uppsali Alaina Vishna rekla je: “U automobilu ćete nositi ogroman magnet.Srećom, elektromotori su prilično složeni strojevi s mnogim drugim komponentama koje se teoretski mogu preurediti kako bi se smanjio utjecaj korištenja slabijih magneta.
U računalnim modelima, tvrtka za izradu materijala Proterial nedavno je utvrdila da se mnogi pokazatelji performansi pogonskih motora za rijetke zemlje mogu replicirati pažljivim postavljanjem feritnih magneta i prilagođavanjem drugih aspekata dizajna motora.U ovom slučaju, težina motora se povećava samo za oko 30%, što može biti mala razlika u usporedbi s ukupnom težinom automobila.
Unatoč ovim glavoboljama, automobilske tvrtke još uvijek imaju mnogo razloga da napuste elemente rijetke zemlje, pod uvjetom da to mogu učiniti.Vrijednost cjelokupnog tržišta rijetkih zemalja slična je onoj tržišta jaja u Sjedinjenim Državama, a teoretski, elementi rijetkih zemalja mogu se iskopavati, prerađivati i pretvarati u magnete diljem svijeta, ali u stvarnosti ti procesi predstavljaju mnoge izazove.
Analitičar minerala i popularni bloger o promatranju rijetkih zemalja Thomas Krumer rekao je: “Ovo je industrija vrijedna 10 milijardi dolara, ali vrijednost proizvoda stvorenih svake godine kreće se od 2 do 3 bilijuna dolara, što je ogromna poluga.Isto vrijedi i za automobile.Čak i ako sadrže samo nekoliko kilograma ove tvari, njihovo uklanjanje znači da automobili više ne mogu raditi osim ako niste voljni redizajnirati cijeli motor
Sjedinjene Države i Europa pokušavaju diversificirati ovaj opskrbni lanac.Kalifornijski rudnici rijetkih zemalja, koji su zatvoreni početkom 21. stoljeća, nedavno su ponovno otvoreni i trenutno opskrbljuju 15% svjetskih resursa rijetkih zemalja.U Sjedinjenim Državama, vladine agencije (osobito Ministarstvo obrane) trebaju osigurati snažne magnete za opremu kao što su zrakoplovi i sateliti, i oni su entuzijastični oko ulaganja u opskrbne lance u zemlji i u regijama kao što su Japan i Europa.Ali s obzirom na cijenu, potrebnu tehnologiju i pitanja zaštite okoliša, ovo je spor proces koji može trajati nekoliko godina ili čak desetljeća.
Vrijeme objave: 11. svibnja 2023