Skillbox


. Поскольку электромобили (EV) начинают значительно расти на рынках, многое было написано о поставках лития и кобальта, необходимых для их передовых аккумуляторных систем. Но лучшие батареи не являются единственным ключом к электрификации транспорта. Тяговые двигатели продолжают улучшаться, становясь более легкими и мощными, частично благодаря достижениям в материалах.

Многие из самых эффективных электродвигателей, используемых на современных электромобилях (EV), используют постоянные супермагнетики, прикрепленные к их вращающимся арматурам. Эти чрезвычайно мощные магниты взаимодействуют с магнитными полями, создаваемыми стационарными катушками в статоре, для создания вращающего момента.

Но есть приближение скорости. Сегодня самые мощные магниты изготовлены из металлических сплавов, содержащих редкоземельные элементы. В настоящее время источником более 95% этих редкоземельных элементов является Китай. Эта монополия на редкоземельных элементах может вызвать проблемы.

 редкоземельных элементов «height =» 374 «width =» 575 «style =» width: 500px; height: 325px »class =" media-element file-default " src = "https://www.designnews.com/sites/default/files/Rare%20Eart%20Elements.jpg" /> </td>
</tr>
<tr>
<td>
<p> <em> Изображены редкоземельные элементы, в том числе по часовой стрелке сверху, празеодимия, церий, лантан, неодим, самарий и гадолиний. (Источник изображения: Пегги Греб / USDA) </em> </p>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
<p> <strong> Не так редко </strong> </p>
<p> Элементы редкоземельных элементов представляют собой группу металлических материалов, которые сгруппированы на периодической таблице. Они на самом деле не очень редки, но часто встречаются вместе в одних и тех же минералах. Поскольку они не собираются в крупные месторождения, такие как железо или медь, их также относительно трудно добывать из руды и, следовательно, они дороги. Они используются в небольших количествах во всем: от специального стекла для медицинских лазеров (гадолиний, иттрий) до супермагнетиков (неодима, диспрозия, празеодима, самария) и катализаторов для нефтепереработки (самарий, лантан). Хотя редкоземельные элементы можно найти во многих местах по всему миру, части Китая, включая Внутреннюю Монголию, являются основным источником редкоземельных материалов, используемых сегодня. </p>
<div class='code-block code-block-3 ai-viewport-1 ai-viewport-2' style='margin: 8px 0; clear: both;'>
<!-- Yandex.RTB R-A-268541-2 -->
<div id=

Поставка редких элементов земли не всегда была такой. В 1960-х — 1980-х годах шахта Mountain Pass Rare Earth на границе с Калифорнией и Невадой была ведущим мировым производителем. Однако к 1990-м годам китайские компании начали скупать производство, в конечном итоге контролируя производство полезных ископаемых в мире. Между тем, компания, владевшая шахтой Mountain Pass в Калифорнии, обанкротилась, а шахта была приобретена китайской компанией в 2017 году.

Проблемы безопасности

Наличие монополии на редкоземельные элементы позволило китайскому правительству контролировать рынок. Ценообразование на более редких земных элементах увеличилось, когда Китай наложил 40% сокращения своей квоты на производство в июле 2010 года. В сентябре 2010 года Китай ввел временный запрет на поставки редкоземельных элементов в Японию в качестве возмездия за береговую охрану Японии, задерживающую китайскую рыбную ловлю капитан лодки.

. Поскольку редкоземельные элементы используются во многих высокотехнологичных продуктах, контроль над их производством одним правительством создает определенные проблемы национальной безопасности. Помимо магнитов в электродвигателях потребность армии США в элементах редкоземельных элементов включает использование в коммуникациях, устройствах, системах вооружения, системах управления, ориентации и управления — почти все, что связано с современной войной.

Автомобильная промышленность и развивающийся рынок электромобилей также особенно чувствительны к цене и доступности редкоземельных элементов. Типичный EV имеет около 2 килограммов редкоземельных элементов в постоянных магнитах его приводного двигателя (двигателей). В дополнение к использованию в тяговых электродвигателях другие меньшие электрические двигатели, такие как двигатели кондиционирования воздуха, рулевого управления с усилителем и даже электрические окна — все потенциально используют магниты из редкоземельных элементов. Экспортные квоты на экспорт в Китае предназначены для сырья, но не для готовой продукции. Это означает, что китайские производители смогли наращивать свои мощности, создавать и продавать мощные магниты и электронные устройства на мировом рынке.

Альтернативы

Существуют альтернативы редкоземельным элементам китайского происхождения. Асинхронные двигатели, подобные тем, которые используются в моделях Tesla S и X и большинстве моделей 3, не используют постоянные магниты и не нуждаются в редкоземельных элементах. Вместо этого арматура имеет ряд обмоток, в которые индуцируется электрический ток, создавая магнетизм, который вращает двигатель. По сообщениям, асинхронные двигатели более тяжелые и менее мощные, чем те, которые сделаны из супермагнитов. Может быть, важно, что в новейшей модели Tesla Model 3 Long Range используется двигатель с постоянными магнитами.

 элементы редкоземельных элементов Афганистан "height =" 2496 "width =" 1664 "style =" width: 500px; height: 750px "class =" media-element file-default "src =" https://www.designnews.com/sites/default/files/Afghanistan.jpg "/> </td>
</tr>
<tr>
<td>
<p> <em> USGS искал на юге Афганистана (под защитой американских военных) запасы редкоземельных элементов. (Источник изображения: USGS) </em> </p>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
<p> Есть также усилия по всему миру, чтобы найти дополнительные производственные мощности, которые не находятся под прямым пальцем китайского правительства. Поиск альтернативных источников происходит в Австралии, Бразилии, Канаде, Южной Африке, Танзании, Гренландии и Соединенных Штатах. В некоторых случаях это мины, которые были закрыты в 1990-х годах, когда цены на редкоземельные элементы упали до такой степени, что добыча не была прибыльной. Другие — новые перспективы. Переработка руды в пригодные для использования материалы также является промышленностью, в которой доминируют китайские компании, хотя обрабатывающие мощности также рассматриваются в других местах. </p>
<p> С 2009 года Геологическая служба Соединенных Штатов (USGS) занимается разведкой южного Афганистана под защитой американских военных. USGS обнаружил огромное месторождение вблизи потухшего вулкана в провинции Гильменд. Китайская компания ведет переговоры с афганским правительством, чтобы начать добычу этой новой находки. </p>
<p> <strong> Воздействие на окружающую среду </strong> </p>
<p> Одной из проблем добычи и переработки редкоземельных элементов является воздействие на окружающую среду, которое оно вызывает. Существует множество проблем. Радиоактивный торий и уран часто расположены рядом с редкоземельными элементами, а низкоактивная радиоактивность шахтных хвостохранилищ вредна для людей и дикой природы. Добыча этих руд требует значительного количества воды. Сильные кислоты используются для отделения редкоземельных элементов от руды с потенциалом выхода этих кислот. Было показано, что высокий уровень воздействия редкоземельных элементов оказывает вредное воздействие на здоровье человека и дикой природы. </p>
<p> С положительной стороны редкоземельные элементы могут быть переработаны как из магнитов, так и из электроники. Цена этих материалов еще не поддерживает крупномасштабную переработку, но если запасы будут ужесточены, рециркуляция может стать прибыльным делом. </p>
<div>
<div style= ССЫЛКИ ПО ТЕМЕ:

  • E Vs сделаны из этого

  • A Новое поколение электродвигателей EV с осевым потоком

Что это значит

В идеальном мире не должно иметь значения, откуда поступают сырые и обработанные материалы. Но мы не живем в идеальном мире, и торговля стала горячей кнопкой. Отношения стали напряженными, особенно между США и Китаем. Долгосрочное решение заключается в поддержке развития других источников по всему миру, особенно в странах, которые «дружественны» к США, например, в Канаде и Австралии. Но для того, чтобы превратить руду в пригодные для использования материалы, может потребоваться больше десятилетия, чтобы обеспечить крупную шахту онлайн и разработать способность к уточнению.

В краткосрочной перспективе мир сталкивается с проблемой дефицита редкоземельных элементов и повышения цен, поскольку китайское правительство манипулирует производством и поставкой для удовлетворения собственного производства, а также во всех политических целях и целях во всем мире. Благодаря столь жесткому контролю за поставками редкоземельных элементов в мире правительство этой страны имеет возможность приносить пользу своим автопроизводителям EV, ограничивая при этом возможности производства EV для автопроизводителей в других частях мира, включая США.

Можно ли нарушить монополию редкоземельных элементов в Китае? Это зависит. В количестве материалов, необходимых для национальной обороны США, возможно, будут доступны запасы материалов и их получение из других источников. Рециркуляция также может обеспечить источник. Однако в автомобильной промышленности существует проблема, поскольку двигатели с постоянными магнитами предпочтительнее асинхронных двигателей. Получение достаточного количества редкоземельных элементов для поддержания продолжающейся электрификации нашей транспортной системы потребует импорта материалов из Китая. Чем раньше мы справимся с этим фактом, тем лучше мы сможем запланировать и оплатить его.

Старший редактор Кевин Клеменс уже более 30 лет пишет об энергетических, автомобильных и транспортных темах. Имеет степень магистра в области материаловедения и экологического образования, а также докторскую степень по машиностроению, специализирующуюся на аэродинамике. Он установил несколько мировых наземных скоростных рекордов на электрических мотоциклах, которые он построил в своей мастерской.

Go to Top

Поделитесь статьей!

close-link
WordPress: 69.06MB | MySQL:98 | 0,994sec
WordPress: 69.06MB | MySQL:98 | 0,994sec