U posljednjih nekoliko godina, riječi „rijetki zemni elementi„“, „vozila na novu energiju“ i „integrirani razvoj“ sve se češće pojavljuju u medijima. Zašto? To je uglavnom zbog sve veće pažnje koju zemlja posvećuje razvoju industrija zaštite okoliša i uštede energije, te ogromnog potencijala za integraciju i razvoj elemenata rijetkih zemalja u području vozila na novu energiju. Koja su četiri glavna smjera primjene elemenata rijetkih zemalja u vozilima na novu energiju?
△ Motor s permanentnim magnetima od rijetkih zemalja
I
Motor s permanentnim magnetima od rijetkih zemalja
Motor sa permanentnim magnetima rijetkih zemalja je novi tip motora sa permanentnim magnetima koji se pojavio početkom 1970-ih. Njegov princip rada je isti kao i kod električno pobuđenog sinhronog motora, osim što prvi koristi permanentni magnet kao zamjenu za pobudni namotaj. U poređenju sa tradicionalnim električnim pobudnim motorima, motori sa permanentnim magnetima rijetkih zemalja imaju značajne prednosti kao što su jednostavna struktura, pouzdan rad, mala veličina, mala težina, mali gubici i visoka efikasnost. Štaviše, oblik i veličina motora mogu se fleksibilno dizajnirati, što ga čini veoma cijenjenim u oblasti vozila sa novom energijom. Motori sa permanentnim magnetima rijetkih zemalja u automobilima uglavnom pretvaraju električnu energiju baterije u mehaničku energiju, pokrećući zamajac motora da se okreće i pokreće motor.
II
Baterija za rijetke zemlje
Rijetkozemni elementi ne samo da mogu učestvovati u pripremi trenutnih glavnih elektrodnih materijala za litijumske baterije, već služe i kao sirovine za pripremu pozitivnih elektroda za olovno-kiselinske baterije ili nikl-metal hidridne baterije.
Litijum-jonska baterija: Zbog dodatka rijetkih zemnih elemenata, strukturna stabilnost materijala je u velikoj mjeri zagarantovana, a trodimenzionalni kanali za aktivnu migraciju litijum-jonskih iona su također do određene mjere prošireni. Ovo omogućava pripremljenoj litijum-jonskoj bateriji veću stabilnost punjenja, reverzibilnost elektrohemijskog ciklusa i duži vijek trajanja ciklusa.
Olovno-kiselinska baterija: domaća istraživanja pokazuju da dodatak rijetkih zemalja doprinosi poboljšanju zatezne čvrstoće, tvrdoće, otpornosti na koroziju i oslobađanju kisika u elektrodnoj ploči legure na bazi olova. Dodatak rijetkih zemalja u aktivnu komponentu može smanjiti oslobađanje pozitivnog kisika, poboljšati stopu iskorištenja pozitivnog aktivnog materijala i time poboljšati performanse i vijek trajanja baterije.
Nikl-metal hidridna baterija: Nikl-metal hidridna baterija ima prednosti visokog specifičnog kapaciteta, velike struje, dobrih performansi pražnjenja i bez zagađenja, pa se naziva "zelenom baterijom" i široko se koristi u automobilskoj, elektrotehničkoj i drugim oblastima. Kako bi se održale odlične karakteristike brzog pražnjenja nikl-metal hidridne baterije, a istovremeno spriječilo smanjenje njenog vijeka trajanja, japanski patent JP2004127549 uvodi da katoda baterije može biti napravljena od legure za skladištenje vodonika na bazi rijetkog zemnog magnezijuma i nikla.
△ Vozila na novu energiju
III
Katalizatori u ternarnim katalitičkim konvertorima
Kao što je dobro poznato, ne mogu sva vozila na novi pogon postići nultu emisiju, kao što su hibridna električna vozila i programabilna električna vozila, koja ispuštaju određenu količinu otrovnih supstanci tokom upotrebe. Kako bi se smanjile emisije izduvnih gasova automobila, neka vozila su primorana da ugrade trostepene katalitičke konvertore kada napuste fabriku. Kada izduvni gasovi automobila visoke temperature prođu kroz njih, trostepeni katalizatori će pojačati aktivnost CO, HC i NOx u njima kroz ugrađeno sredstvo za prečišćavanje, tako da mogu završiti Redox i generisati bezopasne gasove, što pogoduje zaštiti životne sredine.
Glavna komponenta ternarnog katalizatora su rijetki zemni elementi, koji igraju ključnu ulogu u skladištenju materijala, zamjeni nekih od glavnih katalizatora i služe kao katalitička pomoćna sredstva. Rijetki zemni elementi koji se koriste u katalizatoru za prečišćavanje otpadnog gasa uglavnom su mješavina cerijum oksida, prazeodimijum oksida i lantan oksida, koji su bogati rijetkim zemnim mineralima u Kini.
IV
Keramički materijali u senzorima kisika
Rijetkozemni elementi imaju jedinstvene funkcije skladištenja kisika zbog svoje jedinstvene elektronske strukture i često se koriste u pripremi keramičkih materijala za senzore kisika u elektronskim sistemima ubrizgavanja goriva, što rezultira boljim katalitičkim performansama. Elektronski sistem ubrizgavanja goriva je napredni uređaj za ubrizgavanje goriva koji koriste benzinski motori bez karburatora, a uglavnom se sastoji od tri glavna dijela: sistema za zrak, sistema za gorivo i sistema za kontrolu.
Pored ovoga, rijetki zemni elementi imaju i širok spektar primjene u dijelovima kao što su zupčanici, gume i čelik karoserije. Može se reći da su rijetki zemni elementi esencijalni elementi u oblasti vozila s novim izvorima energije.
Vrijeme objave: 14. jula 2023.