בשנים האחרונות, המילים "יסודות אדמה נדירים", "רכבי אנרגיה חדשים" ו"פיתוח משולב" מופיעים יותר ויותר בתקשורת.למה?זאת בעיקר בשל תשומת הלב הגוברת שמעניקה המדינה לפיתוח תעשיות הגנת הסביבה וחיסכון באנרגיה, והפוטנציאל העצום לשילוב ופיתוח של אלמנטים נדירים של אדמה נדירה בתחום רכבי האנרגיה החדשים.מהם ארבעת כיווני היישום העיקריים של יסודות אדמה נדירים ברכבי אנרגיה חדשים?
△ מנוע מגנט קבוע לאדמה נדירה
I
מנוע מגנט קבוע לאדמה נדירה
מנוע מגנט קבוע לאדמה נדירה הוא סוג חדש של מנוע מגנט קבוע שהופיע בתחילת שנות ה-70.עקרון הפעולה שלו זהה לזה של מנוע סינכרוני מעורר חשמלי, אלא שהראשון משתמש במגנט קבוע כדי להחליף את פיתול העירור לצורך עירור.בהשוואה למנועי עירור חשמליים מסורתיים, למנועי מגנט קבוע של אדמה נדירים יש יתרונות משמעותיים כמו מבנה פשוט, פעולה אמינה, גודל קטן, משקל קל, הפסדים נמוכים ויעילות גבוהה.יתרה מכך, ניתן לעצב את הצורה והגודל של המנוע בצורה גמישה, מה שהופך אותו להערכה רבה בתחום רכבי האנרגיה החדשים.מנועי מגנט קבוע של כדור הארץ נדיר במכוניות ממירים בעיקר את האנרגיה החשמלית של סוללת החשמל לאנרגיה מכנית, ומניעים את גלגל התנופה של המנוע להסתובב ולהתניע את המנוע.
II
סוללת חשמל נדירה
יסודות אדמה נדירים יכולים לא רק להשתתף בהכנת חומרי אלקטרודה מיינסטרים נוכחיים לסוללות ליתיום, אלא גם לשמש כחומרי גלם להכנת אלקטרודות חיוביות לסוללת עופרת-חומצה או סוללת ניקל-מתכת הידריד.
סוללת ליתיום: בשל תוספת של יסודות אדמה נדירים, היציבות המבנית של החומר מובטחת מאוד, וגם התעלות התלת מימדיות לנדידת ליתיום פעילה מורחבות במידה מסוימת.זה מאפשר לסוללת הליתיום-יון המוכנה לקבל יציבות טעינה גבוהה יותר, הפיכות רכיבה אלקטרוכימית וחיי מחזור ארוכים יותר.
סוללת עופרת חומצת עופרת: מחקר ביתי מראה שתוספת של אדמה נדירה תורמת לשיפור חוזק המתיחה, הקשיות, עמידות בפני קורוזיה והתפתחות יתר של פוטנציאל החמצן של סגסוגת עופרת של לוחית האלקטרודות.תוספת של אדמה נדירה ברכיב הפעיל יכולה להפחית את שחרור חמצן חיובי, לשפר את קצב הניצול של חומר פעיל חיובי, ובכך לשפר את הביצועים וחיי השירות של הסוללה.
סוללת ניקל-מתכת הידריד: לסוללת ניקל-מתכת הידריד יש את היתרונות של קיבולת ספציפית גבוהה, זרם גבוה, ביצועי פריקת טעינה טובים וללא זיהום, ולכן היא נקראת "סוללה ירוקה" ונמצאת בשימוש נרחב במכוניות, אלקטרוניקה ותחומים אחרים.על מנת לשמור על מאפייני הפריקה המהירים המצוינים של סוללת ניקל-מתכת הידריד תוך עיכוב ריקבון חייה, הפטנט היפני JP2004127549 מציג כי קתודית הסוללה יכולה להיות מורכבת מסגסוגת מימן המבוססת על מגנזיום ניקל נדירה.
△ רכבי אנרגיה חדשים
III
זרזים בממירים קטליטיים טרינריים
כידוע, לא כל רכבי האנרגיה החדשים יכולים להשיג אפס פליטות, כמו רכבים חשמליים היברידיים וכלי רכב חשמליים ניתנים לתכנות, המשחררים כמות מסוימת של חומרים רעילים במהלך השימוש.על מנת להפחית את פליטת הפליטה של המכוניות שלהם, חלק מכלי הרכב נאלצים להתקין ממירים קטליטיים תלת כיווניים כשהם עוזבים את המפעל.כאשר פליטת הרכב בטמפרטורה גבוהה עוברת, הממירים הקטליטים התלת-כיווניים ישפרו את הפעילות של CO, HC ו-NOx ב-Go דרך חומר הטיהור המובנה, כך שהם יכולים להשלים חיזור ולייצר גזים לא מזיקים, וזה תורם להגנת הסביבה.
המרכיב העיקרי של הזרז הטריני הוא יסודות אדמה נדירים, הממלאים תפקיד מפתח באחסון חומרים, החלפת חלק מהזרזים העיקריים, ומשמשים כעזרים קטליטיים.כדור הארץ הנדיר המשמש בזרז לטיהור גז הזנב הוא בעיקר תערובת של תחמוצת צריום, תחמוצת פרסאודימיום ותחמוצת לנתנום, העשירים במינרלים נדירים של אדמה בסין.
IV
חומרים קרמיים בחיישני חמצן
ליסודות אדמה נדירים יש פונקציות ייחודיות לאחסון חמצן בשל המבנה האלקטרוני הייחודי שלהם, והם משמשים לעתים קרובות בהכנת חומרים קרמיים עבור חיישני חמצן במערכות הזרקת דלק אלקטרוניות, וכתוצאה מכך ביצועים קטליטיים טובים יותר.מערכת הזרקת הדלק האלקטרונית היא מכשיר הזרקת דלק מתקדם שאומץ על ידי מנועי בנזין ללא קרבורטורים, המורכב בעיקר משלושה חלקים עיקריים: מערכת אוויר, מערכת דלק ומערכת בקרה.
בנוסף לכך, ליסודות אדמה נדירים יש גם מגוון רחב של יישומים בחלקים כגון גלגלי שיניים, צמיגים ופלדת גוף.ניתן לומר שכדורי אדמה נדירים הם מרכיבים חיוניים בתחום רכבי האנרגיה החדשים.
זמן פרסום: 14 ביולי 2023