В останні роки слова «рідкоземельні елементи«, «транспортні засоби на новій енергії» та «інтегрований розвиток» все частіше з’являються в засобах масової інформації. Чому? Це головним чином пов’язано зі зростаючою увагою, яку країна приділяє розвитку галузей охорони навколишнього середовища та енергозбереження, а також з величезним потенціалом для інтеграції та розвитку рідкоземельних елементів у сфері транспортних засобів на новій енергії. Які чотири основні напрямки застосування рідкоземельних елементів у транспортних засобах на новій енергії?
△ Двигун з постійними магнітами з рідкоземельних матеріалів
I
Двигун з постійними магнітами з рідкоземельними елементами
Двигун з постійними магнітами на рідкоземельних елементах – це новий тип двигуна з постійними магнітами, що з'явився на початку 1970-х років. Його принцип роботи такий самий, як і у синхронного двигуна з електричним збудженням, за винятком того, що в першому використовується постійний магніт замість обмотки збудження. Порівняно з традиційними двигунами з електричним збудженням, двигуни з постійними магнітами на рідкоземельних елементах мають значні переваги, такі як проста конструкція, надійна робота, малий розмір, легка вага, низькі втрати та високий ККД. Крім того, форма та розмір двигуна можуть бути гнучко розроблені, що робить його високо цінним у галузі транспортних засобів на нових джерелах енергії. Двигуни з постійними магнітами на рідкоземельних елементах в автомобілях в основному перетворюють електричну енергію акумуляторної батареї на механічну, приводячи в рух маховик двигуна для обертання та запуску двигуна.
II
Рідкоземельні акумулятори
Рідкісноземельні елементи можуть не тільки брати участь у виробництві сучасних основних електродних матеріалів для літієвих акумуляторів, але й служити сировиною для виготовлення позитивних електродів для свинцево-кислотних акумуляторів або нікель-металгідридних акумуляторів.
Літієва батарея: Завдяки додаванню рідкоземельних елементів, структурна стабільність матеріалу значною мірою гарантована, а тривимірні канали для активної міграції іонів літію також певною мірою розширені. Це дозволяє підготовленій літій-іонній батареї мати вищу стабільність заряджання, електрохімічну оборотність циклу розрядки-розрядки та довший термін служби циклу.
Свинцево-кислотний акумулятор: вітчизняні дослідження показують, що додавання рідкоземельних елементів сприяє покращенню міцності на розрив, твердості, корозійної стійкості та виділення кисню в електродній пластині зі свинцевого сплаву. Додавання рідкоземельних елементів до активного компонента може зменшити виділення позитивного кисню, покращити коефіцієнт використання позитивного активного матеріалу, а отже, покращити продуктивність та термін служби акумулятора.
Нікель-металгідридний акумулятор: Нікель-металгідридний акумулятор має такі переваги, як висока питома ємність, високий струм, хороші характеристики розрядки та відсутність забруднення, тому його називають «зеленим акумулятором» і широко використовують в автомобільній, електронній та інших галузях. Щоб зберегти чудові характеристики високошвидкісного розряду нікель-металгідридного акумулятора та одночасно запобігти зменшенню терміну його служби, японський патент JP2004127549 пропонує, що катод акумулятора може бути виготовлений зі сплаву для зберігання водню на основі рідкоземельних елементів магнію та нікелю.
△ Транспортні засоби на нових джерелах енергії
III
Каталізатори в потрійних каталітичних нейтралізаторах
Як добре відомо, не всі транспортні засоби на нових джерелах енергії можуть досягти нульового рівня викидів, такі як гібридні електромобілі та програмовані електромобілі, які виділяють певну кількість токсичних речовин під час використання. Щоб зменшити викиди вихлопних газів своїх автомобілів, деякі транспортні засоби змушені встановлювати трикомпонентні каталітичні нейтралізатори після виходу з заводу. Коли високотемпературні вихлопні гази автомобіля проходять через трикомпонентні каталітичні нейтралізатори, вони підвищують активність CO, HC та NOx у прохідному вбудованому очищувачі, що дозволяє їм завершити окислювально-відновний процес та утворювати нешкідливі гази, що сприяє захисту навколишнього середовища.
Основним компонентом потрійного каталізатора є рідкоземельні елементи, які відіграють ключову роль у зберіганні матеріалів, заміні деяких основних каталізаторів та служать допоміжними каталітичними речовинами. Рідкоземельні елементи, що використовуються в каталізаторі очищення хвостових газів, являють собою переважно суміш оксиду церію, оксиду празеодиму та оксиду лантану, які багаті на рідкоземельні мінерали в Китаї.
IV
Керамічні матеріали в кисневих датчиках
Рідкоземельні елементи мають унікальні функції зберігання кисню завдяки своїй унікальній електронній структурі та часто використовуються для виготовлення керамічних матеріалів для кисневих датчиків в електронних системах впорскування палива, що призводить до кращої каталітичної продуктивності. Електронна система впорскування палива – це вдосконалений пристрій впорскування палива, що використовується в бензинових двигунах без карбюраторів, який складається переважно з трьох основних частин: повітряної системи, паливної системи та системи керування.
Крім того, рідкоземельні елементи також мають широкий спектр застосування в таких деталях, як шестерні, шини та кузовна сталь. Можна сказати, що рідкоземельні елементи є важливими елементами в галузі транспортних засобів на нових джерелах енергії.
Час публікації: 14 липня 2023 р.