چهار جهت کاربرد اصلی عناصر خاکی کمیاب در وسایل نقلیه انرژی جدید

در سال های اخیر کلمات "عناصر خاکی کمیاب"، "وسایل نقلیه انرژی جدید" و "توسعه یکپارچه" بیشتر و بیشتر در رسانه ها ظاهر می شوند. چرا؟ این امر عمدتاً به دلیل توجه روزافزون کشور به توسعه صنایع حفاظت از محیط زیست و صرفه جویی در انرژی و پتانسیل بسیار زیاد برای ادغام و توسعه عناصر کمیاب در زمینه وسایل نقلیه انرژی جدید است. چهار جهت اصلی کاربرد عناصر خاکی کمیاب در وسایل نقلیه انرژی جدید چیست؟

△ موتور آهنربای دائمی خاکی کمیاب

I

موتور آهنربای دائم خاکی کمیاب

موتور آهنربای دائم خاکی کمیاب نوع جدیدی از موتور آهنربای دائمی است که در اوایل دهه 1970 ظاهر شد. اصل کار آن مانند موتور سنکرون تحریک شده الکتریکی است، با این تفاوت که اولی از آهنربای دائمی برای جایگزینی سیم پیچ تحریک برای تحریک استفاده می کند. در مقایسه با موتورهای تحریک الکتریکی سنتی، موتورهای آهنربای دائم خاکی کمیاب مزایای قابل توجهی مانند ساختار ساده، عملکرد قابل اعتماد، اندازه کوچک، وزن سبک، تلفات کم و راندمان بالا دارند. علاوه بر این، شکل و اندازه موتور را می توان به صورت انعطاف پذیر طراحی کرد، که باعث می شود در زمینه وسایل نقلیه انرژی جدید ارزش بالایی داشته باشد. موتورهای آهنربای دائمی خاکی کمیاب در خودروها عمدتاً انرژی الکتریکی باتری نیرو را به انرژی مکانیکی تبدیل می‌کنند و چرخ فلایویل موتور را به چرخش و روشن کردن موتور هدایت می‌کنند.
II

باتری برق خاکی کمیاب

عناصر خاکی کمیاب نه تنها می توانند در تهیه مواد جریان اصلی الکترود فعلی برای باتری های لیتیومی شرکت کنند، بلکه به عنوان مواد خام برای تهیه الکترودهای مثبت برای باتری سرب اسید یا باتری نیکل هیدرید فلز نیز عمل می کنند.

باتری لیتیومی: به دلیل افزودن عناصر کمیاب خاکی، پایداری ساختاری مواد تا حد زیادی تضمین می شود و کانال های سه بعدی برای مهاجرت یون لیتیوم فعال نیز تا حد مشخصی گسترش می یابد. این باتری لیتیوم یون آماده شده را قادر می سازد تا پایداری شارژ بالاتر، برگشت پذیری چرخه الکتروشیمیایی و عمر چرخه طولانی تری داشته باشد.

باتری اسید سرب: تحقیقات داخلی نشان می دهد که افزودن خاک کمیاب برای بهبود استحکام کششی، سختی، مقاومت در برابر خوردگی و تکامل اکسیژن پتانسیل بیش از حد آلیاژ بر پایه سرب صفحه الکترود مفید است. افزودن خاک کمیاب در جزء فعال می تواند آزادسازی اکسیژن مثبت را کاهش دهد، میزان استفاده از مواد فعال مثبت را بهبود بخشد و در نتیجه عملکرد و عمر باتری را بهبود بخشد.

باتری نیکل هیدرید فلز: باتری نیکل هیدرید فلز دارای مزایای ظرفیت ویژه بالا، جریان بالا، عملکرد تخلیه شارژ خوب و بدون آلودگی است، بنابراین به آن "باتری سبز" می گویند و به طور گسترده در خودرو، الکترونیک و سایر زمینه ها استفاده می شود. به منظور حفظ ویژگی های تخلیه با سرعت بالا باتری نیکل-فلز هیدرید و در عین حال جلوگیری از پوسیدگی عمر آن، ثبت اختراع ژاپنی JP2004127549 معرفی می کند که کاتد باتری می تواند از آلیاژ ذخیره سازی هیدروژن بر پایه نیکل منیزیم خاکی کمیاب تشکیل شده باشد.

△ وسایل نقلیه جدید انرژی

III

کاتالیزورها در مبدل های کاتالیزوری سه تایی

همانطور که مشخص است، همه وسایل نقلیه با انرژی جدید نمی توانند آلایندگی صفر داشته باشند، مانند وسایل نقلیه الکتریکی هیبریدی و وسایل نقلیه برقی قابل برنامه ریزی که در حین استفاده مقدار معینی از مواد سمی را آزاد می کنند. برخی از خودروها برای کاهش انتشار گازهای خروجی اگزوز خودروهای خود مجبور به نصب مبدل های کاتالیزوری سه طرفه در هنگام خروج از کارخانه می شوند. هنگامی که اگزوز خودرو با دمای بالا عبور می کند، مبدل های کاتالیزوری سه طرفه فعالیت CO، HC و NOx را در Go از طریق عامل تصفیه داخلی افزایش می دهند، به طوری که می توانند ردوکس را تکمیل کنند و گازهای بی ضرر تولید کنند، که منجر به مساعدت می شود. به حفاظت از محیط زیست

جزء اصلی کاتالیزور سه تایی عناصر خاکی کمیاب هستند که نقش کلیدی در ذخیره سازی مواد، جایگزینی برخی از کاتالیزورهای اصلی و کمک کاتالیزوری ایفا می کنند. خاک کمیاب مورد استفاده در کاتالیزور تصفیه گاز دم عمدتاً مخلوطی از اکسید سریم، اکسید پراسئودیمیم و اکسید لانتانیم است که غنی از مواد معدنی خاکی کمیاب در چین است.

 
IV

مواد سرامیکی در حسگرهای اکسیژن

عناصر خاکی کمیاب به دلیل ساختار الکترونیکی منحصربه‌فردشان عملکردهای ذخیره‌سازی اکسیژن منحصربه‌فردی دارند و اغلب در تهیه مواد سرامیکی برای سنسورهای اکسیژن در سیستم‌های تزریق سوخت الکترونیکی استفاده می‌شوند و در نتیجه عملکرد کاتالیزوری بهتری دارند. سیستم تزریق سوخت الکترونیکی یک دستگاه تزریق سوخت پیشرفته است که توسط موتورهای بنزینی بدون کاربراتور استفاده می شود و عمدتا از سه بخش اصلی تشکیل شده است: سیستم هوا، سیستم سوخت و سیستم کنترل.

علاوه بر این، عناصر خاکی کمیاب نیز در بخش هایی مانند چرخ دنده ها، لاستیک ها و فولاد بدنه کاربرد وسیعی دارند. می توان گفت خاک های کمیاب از عناصر ضروری در زمینه وسایل نقلیه با انرژی های نو هستند.