През последните години думите „редкоземни елементи„“, „превозни средства с нова енергия“ и „интегрирано развитие“ се появяват все по-често в медиите. Защо? Това се дължи главно на нарастващото внимание, което страната обръща на развитието на индустриите за опазване на околната среда и енергоспестяване, както и на огромния потенциал за интеграция и развитие на редкоземни елементи в областта на превозните средства с нова енергия. Кои са четирите основни направления на приложение на редкоземните елементи в превозните средства с нова енергия?
△ Двигател с постоянни магнити от редкоземни материали
I
Двигател с постоянни магнити от редкоземни материали
Редкоземният двигател с постоянни магнити е нов тип двигател с постоянни магнити, появил се в началото на 70-те години на миналия век. Принципът му на работа е същият като този на електрически възбуден синхронен двигател, с изключение на това, че първият използва постоянен магнит, който замества възбуждащата намотка за възбуждане. В сравнение с традиционните електрически възбуждащи двигатели, редкоземните двигатели с постоянни магнити имат значителни предимства, като например опростена структура, надеждна работа, малък размер, леко тегло, ниски загуби и висока ефективност. Освен това, формата и размерът на двигателя могат да бъдат гъвкаво проектирани, което го прави високо ценен в областта на превозните средства с нова енергия. Редкоземните двигатели с постоянни магнити в автомобилите преобразуват главно електрическата енергия на батерията в механична енергия, задвижвайки маховика на двигателя, за да се върти и стартира двигателя.
II
Батерия за редки земни материали
Редкоземните елементи могат не само да участват в подготовката на текущите основни електродни материали за литиеви батерии, но и да служат като суровини за подготовката на положителни електроди за оловно-киселинни батерии или никел-метал хидридни батерии.
Литиева батерия: Благодарение на добавянето на редкоземни елементи, структурната стабилност на материала е гарантирана в голяма степен, а триизмерните канали за активна миграция на литиеви йони също са разширени до известна степен. Това позволява на подготвената литиево-йонна батерия да има по-висока стабилност на зареждане, електрохимична обратимост на циклите и по-дълъг живот на циклите.
Оловно-киселинна батерия: местни изследвания показват, че добавянето на редкоземни елементи е благоприятно за подобряване на якостта на опън, твърдостта, устойчивостта на корозия и отделянето на кислород в електродната плоча на оловна сплав. Добавянето на редкоземни елементи в активния компонент може да намали отделянето на положителен кислород, да подобри коефициента на използване на положителния активен материал и по този начин да подобри производителността и експлоатационния живот на батерията.
Никел-метал хидридна батерия: Никел-метал хидридната батерия има предимствата на висок специфичен капацитет, висок ток, добри характеристики на зарядно-разрядно разреждане и липса на замърсяване, затова се нарича „зелена батерия“ и се използва широко в автомобилостроенето, електрониката и други области. За да се запазят отличните характеристики на високоскоростно разреждане на никел-метал хидридната батерия, като същевременно се забави намаляването на живота ѝ, японският патент JP2004127549 въвежда, че катодът на батерията може да бъде изработен от сплав за съхранение на водород на базата на редкоземен магнезий и никел.
△ Превозни средства с нова енергия
III
Катализатори в тройни каталитични конвертори
Както е добре известно, не всички превозни средства с нова енергия могат да постигнат нулеви емисии, като например хибридните електрически превозни средства и програмируемите електрически превозни средства, които отделят определено количество токсични вещества по време на употреба. За да се намалят емисиите от автомобилните отработени газове, някои превозни средства са принудени да монтират трипътни каталитични конвертори, когато напускат завода. Когато високотемпературните автомобилни отработени газове преминат през тях, трипътните каталитични конвертори повишават активността на CO, HC и NOx, преминавайки през вградения пречистващ агент, така че те да могат да завършат редокс реакцията и да генерират безвредни газове, което е благоприятно за опазване на околната среда.
Основният компонент на тройния катализатор са редкоземните елементи, които играят ключова роля в съхранението на материали, замествайки някои от основните катализатори и служейки като каталитични помощни вещества. Редкоземните елементи, използвани в катализатора за пречистване на остатъчни газове, са главно смес от цериев оксид, празеодимов оксид и лантанов оксид, които са богати на редкоземни минерали в Китай.
IV
Керамични материали в кислородните сензори
Редкоземните елементи имат уникални функции за съхранение на кислород поради уникалната си електронна структура и често се използват при производството на керамични материали за кислородни сензори в електронни системи за впръскване на гориво, което води до по-добри каталитични характеристики. Електронната система за впръскване на гориво е усъвършенствано устройство за впръскване на гориво, използвано от бензинови двигатели без карбуратори, съставено главно от три основни части: въздушна система, горивна система и система за управление.
В допълнение към това, редкоземните елементи имат широк спектър от приложения в части като зъбни колела, гуми и стомана за каросерии. Може да се каже, че редкоземните елементи са основни елементи в областта на превозните средства с нова енергия.
Време на публикуване: 14 юли 2023 г.