V posledních letech slova „prvky vzácných zemin„“, „vozidla s novou energií“ a „integrovaný rozvoj“ se v médiích objevují stále častěji. Proč? Je to způsobeno především rostoucí pozorností, kterou země věnuje rozvoji ochrany životního prostředí a energeticky úsporných odvětví, a obrovským potenciálem pro integraci a rozvoj prvků vzácných zemin v oblasti vozidel s novou energií. Jaké jsou čtyři hlavní směry použití prvků vzácných zemin ve vozidlech s novou energií?
△ Motor s permanentními magnety vzácných zemin
I
Motor s permanentními magnety ze vzácných zemin
Motor s permanentními magnety ze vzácných zemin je nový typ motoru s permanentními magnety, který se objevil na začátku 70. let 20. století. Jeho princip fungování je stejný jako u elektricky buzeného synchronního motoru, s tím rozdílem, že první jmenovaný používá permanentní magnet jako náhradu budicího vinutí pro buzení. Ve srovnání s tradičními motory s elektrickým buzením mají motory s permanentními magnety ze vzácných zemin významné výhody, jako je jednoduchá konstrukce, spolehlivý provoz, malé rozměry, nízká hmotnost, nízké ztráty a vysoká účinnost. Navíc lze tvar a velikost motoru flexibilně navrhovat, což ho činí vysoce ceněným v oblasti vozidel s novými energetickými zdroji. Motory s permanentními magnety ze vzácných zemin v automobilech přeměňují především elektrickou energii z baterie na mechanickou energii, čímž pohánějí setrvačník motoru k otáčení a spouštění motoru.
II
Baterie pro vzácné zeminy
Prvky vzácných zemin se mohou nejen podílet na přípravě současných běžných elektrodových materiálů pro lithiové baterie, ale také sloužit jako suroviny pro přípravu kladných elektrod pro olověné baterie nebo nikl-metalhydridové baterie.
Lithiová baterie: Díky přidání prvků vzácných zemin je strukturální stabilita materiálu do značné míry zaručena a trojrozměrné kanály pro aktivní migraci lithiových iontů jsou také do určité míry rozšířeny. To umožňuje připravené lithium-iontové baterii mít vyšší stabilitu nabíjení, elektrochemickou reverzibilitu cyklů a delší životnost cyklů.
Olověné baterie: domácí výzkum ukazuje, že přidání kovů vzácných zemin přispívá ke zlepšení pevnosti v tahu, tvrdosti, odolnosti proti korozi a uvolňování kyslíku v elektrodových deskách slitiny olova. Přidání kovů vzácných zemin do aktivní složky může snížit uvolňování kladného kyslíku, zlepšit míru využití kladného aktivního materiálu a tím zlepšit výkon a životnost baterie.
Nikl-metalhydridová baterie: Nikl-metalhydridová baterie má výhody vysoké specifické kapacity, vysokého proudu, dobrého výkonu při nabíjení a vybíjení a žádného znečištění, proto se nazývá „zelená baterie“ a široce se používá v automobilovém průmyslu, elektronice a dalších oblastech. Aby se zachovaly vynikající vlastnosti vysokorychlostního vybíjení nikl-metalhydridové baterie a zároveň se zabránilo zkrácení její životnosti, japonský patent JP2004127549 zavádí, že katoda baterie může být vyrobena ze slitiny vzácných zemin na bázi hořčíku a niklu pro uchovávání vodíku.
△ Vozidla na novou energii
III.
Katalyzátory v ternárních katalyzátorech
Jak je dobře známo, ne všechna vozidla s novým pohonem mohou dosáhnout nulových emisí, jako například hybridní elektrická vozidla a programovatelná elektrická vozidla, která během provozu uvolňují určité množství toxických látek. Aby se snížily emise výfukových plynů automobilů, jsou některá vozidla nucena při opuštění továrny instalovat třícestné katalyzátory. Když výfukové plyny automobilů s vysokou teplotou procházejí katalyzátory, třícestné katalyzátory zvyšují aktivitu CO, HC a NOx v nich procházejících vestavěným čisticím činidlem, takže mohou dokončit redoxní reakci a generovat neškodné plyny, což přispívá k ochraně životního prostředí.
Hlavní složkou ternárního katalyzátoru jsou prvky vzácných zemin, které hrají klíčovou roli při ukládání materiálů, nahrazují některé z hlavních katalyzátorů a slouží jako katalytické pomocné látky. Vzácné zeminy používané v katalyzátoru pro čištění koncových plynů jsou převážně směsí oxidu ceru, oxidu praseodymu a oxidu lanthanu, které jsou v Číně bohaté na minerály vzácných zemin.
IV
Keramické materiály v kyslíkových senzorech
Prvky vzácných zemin mají díky své jedinečné elektronické struktuře jedinečné funkce pro ukládání kyslíku a často se používají při přípravě keramických materiálů pro kyslíkové senzory v elektronických systémech vstřikování paliva, což vede k lepšímu katalytickému výkonu. Elektronický systém vstřikování paliva je pokročilé zařízení pro vstřikování paliva používané benzínovými motory bez karburátorů, které se skládá hlavně ze tří hlavních částí: vzduchového systému, palivového systému a řídicího systému.
Kromě toho mají prvky vzácných zemin také širokou škálu uplatnění v součástech, jako jsou ozubená kola, pneumatiky a ocel karoserie. Dá se říci, že prvky vzácných zemin jsou nezbytnými prvky v oblasti vozidel s novými energetickými zdroji.
Čas zveřejnění: 14. července 2023