V posledních letech se slova „prvky vzácných zemin“, „nové energetické vozy“ a „integrovaný vývoj“ se v médiích objevují stále častěji. Proč? Důvodem je především rostoucí pozornost, kterou země věnuje rozvoji ochrany životního prostředí a energeticky úsporného průmyslu, a obrovský potenciál pro integraci a rozvoj prvků vzácných zemin v oblasti nových energetických vozidel. Jaké jsou čtyři hlavní směry použití prvků vzácných zemin v nových energetických vozidlech?
△ Motor s permanentními magnety vzácných zemin
I
Motor s permanentními magnety ze vzácných zemin
Motor s permanentním magnetem ze vzácných zemin je nový typ motoru s permanentním magnetem, který se objevil na počátku 70. let 20. století. Jeho pracovní princip je stejný jako u elektricky buzeného synchronního motoru s tím rozdílem, že první používá permanentní magnet k nahrazení budícího vinutí pro buzení. Ve srovnání s tradičními elektrickými budicími motory mají motory s permanentními magnety vzácných zemin významné výhody, jako je jednoduchá konstrukce, spolehlivý provoz, malá velikost, nízká hmotnost, nízké ztráty a vysoká účinnost. Navíc lze tvar a velikost motoru flexibilně navrhnout, což jej činí vysoce ceněným v oblasti nových energetických vozidel. Motory s permanentními magnety vzácných zemin v automobilech přeměňují především elektrickou energii napájecí baterie na mechanickou energii, čímž pohání setrvačník motoru, aby se otáčel a spouštěl motor.
II
Baterie ze vzácných zemin
Prvky vzácných zemin se mohou nejen podílet na přípravě běžných elektrodových materiálů pro lithiové baterie, ale také sloužit jako suroviny pro přípravu kladných elektrod pro olověné baterie nebo nikl-metal hydridové baterie.
Lithiová baterie: Díky přidání prvků vzácných zemin je do značné míry zaručena strukturální stabilita materiálu a do určité míry jsou rozšířeny také trojrozměrné kanály pro aktivní migraci lithných iontů. To umožňuje připravené lithium-iontové baterii mít vyšší stabilitu nabíjení, reverzibilitu elektrochemického cyklování a delší životnost cyklu.
Olověná baterie: domácí výzkum ukazuje, že přídavek vzácných zemin přispívá ke zlepšení pevnosti v tahu, tvrdosti, odolnosti proti korozi a nadměrnému vývoji kyslíku slitiny elektrod na bázi olova. Přidání vzácných zemin do aktivní složky může snížit uvolňování pozitivního kyslíku, zlepšit míru využití pozitivního aktivního materiálu, a tím zlepšit výkon a životnost baterie.
Nikl-metal hydridová baterie: Nikl-metal hydridová baterie má výhody vysoké specifické kapacity, vysokého proudu, dobrého vybíjení nabití a žádného znečištění, proto se nazývá „zelená baterie“ a široce se používá v automobilech, elektronice a dalších oborech. Aby se zachovaly vynikající charakteristiky vysokorychlostního vybíjení nikl-metalhydridové baterie a zároveň se zabránilo úpadku její životnosti, japonský patent JP2004127549 zavádí, že katoda baterie může být složena ze slitiny vodíku na bázi hořčíku a niklu ze vzácných zemin.
△ Nová energetická vozidla
III
Katalyzátory v ternárních katalyzátorech
Jak je známo, ne všechna nová energetická vozidla mohou dosahovat nulových emisí, jako jsou hybridní elektrická vozidla a programovatelná elektrická vozidla, která při používání uvolňují určité množství toxických látek. Aby se snížily emise výfukových plynů automobilů, jsou některá vozidla nucena při opuštění továrny instalovat třícestné katalyzátory. Když vysokoteplotní automobilové výfukové plyny procházejí skrz, třícestné katalyzátory zesílí aktivitu CO, HC a NOx při průchodu vestavěným čisticím prostředkem, takže mohou dokončit redox a generovat neškodné plyny, což je příznivé k ochraně životního prostředí.
Hlavní složkou ternárního katalyzátoru jsou prvky vzácných zemin, které hrají klíčovou roli při skladování materiálů, nahrazují některé z hlavních katalyzátorů a slouží jako katalytické pomocné látky. Vzácná zemina použitá v katalyzátoru čištění koncového plynu je hlavně směs 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 systémech elektronického vstřikování paliva, což vede k lepšímu katalytickému výkonu. Elektronický systém vstřikování paliva je pokročilé zařízení vstřikování paliva používané u benzínových motorů 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 aplikací v součástech, jako jsou ozubená kola, pneumatiky a ocel karoserie. Dá se říci, že vzácné zeminy jsou zásadní prvky v oblasti nových energetických vozidel.
Čas odeslání: 14. července 2023