În ultimii ani, cuvintele „elemente de pământuri rare„, «vehicule cu energie nouă» și «dezvoltare integrată» apar din ce în ce mai frecvent în mass-media. De ce? Acest lucru se datorează în principal atenției tot mai mari acordate de țară dezvoltării industriilor de protecție a mediului și de economisire a energiei, precum și potențialului enorm de integrare și dezvoltare a elementelor de pământuri rare în domeniul vehiculelor cu energie nouă. Care sunt cele patru direcții principale de aplicare a elementelor de pământuri rare în vehiculele cu energie nouă?
△ Motor cu magneți permanenți din pământuri rare
I
Motor cu magneți permanenți din pământuri rare
Motorul cu magneți permanenți din pământuri rare este un nou tip de motor cu magneți permanenți, apărut la începutul anilor 1970. Principiul său de funcționare este același cu cel al unui motor sincron excitat electric, cu excepția faptului că primul folosește un magnet permanent pentru a înlocui înfășurarea de excitație. Comparativ cu motoarele electrice de excitație tradiționale, motoarele cu magneți permanenți din pământuri rare au avantaje semnificative, cum ar fi structura simplă, funcționarea fiabilă, dimensiunile reduse, greutatea redusă, pierderile reduse și eficiența ridicată. Mai mult, forma și dimensiunea motorului pot fi proiectate flexibil, ceea ce îl face foarte apreciat în domeniul vehiculelor cu energie nouă. Motoarele cu magneți permanenți din pământuri rare din automobile transformă în principal energia electrică a bateriei în energie mecanică, acționând volanta motorului să se rotească și să pornească motorul.
II
Baterie de pământuri rare
Elementele de pământuri rare nu numai că pot participa la prepararea materialelor electrodice principale actuale pentru bateriile cu litiu, ci pot servi și ca materii prime pentru prepararea electrozilor pozitivi pentru bateriile cu plumb-acid sau bateriile cu hidrură nichel-metal.
Baterie litiu: Datorită adăugării de elemente de pământuri rare, stabilitatea structurală a materialului este garantată în mare măsură, iar canalele tridimensionale pentru migrarea activă a ionilor de litiu sunt, de asemenea, extinse într-o anumită măsură. Acest lucru permite bateriei litiu-ion pregătite să aibă o stabilitate mai mare a încărcării, o reversibilitate a ciclului electrochimic și o durată de viață mai lungă a ciclului de viață.
Baterie cu plumb: cercetările interne arată că adăugarea de pământuri rare contribuie la îmbunătățirea rezistenței la tracțiune, a durității, a rezistenței la coroziune și a supratensiunilor de degajare a oxigenului în aliajele pe bază de plumb ale plăcii electrozilor. Adăugarea de pământuri rare în componenta activă poate reduce eliberarea de oxigen pozitiv, poate îmbunătăți rata de utilizare a materialului activ pozitiv și, prin urmare, poate îmbunătăți performanța și durata de viață a bateriei.
Baterie nichel-metal hidrură: Bateria nichel-metal hidrură are avantajele unei capacități specifice ridicate, curentului ridicat, performanței bune de descărcare a încărcării și lipsei de poluare, de aceea este numită „baterie verde” și este utilizată pe scară largă în industria auto, electronică și alte domenii. Pentru a menține caracteristicile excelente de descărcare de mare viteză ale bateriei nichel-metal hidrură, inhibând în același timp deteriorarea duratei de viață a acesteia, brevetul japonez JP2004127549 introduce faptul că un catod al bateriei poate fi compus dintr-un aliaj de stocare a hidrogenului pe bază de pământuri rare, magneziu și nichel.
△ Vehicule cu energie nouă
al III-lea
Catalizatori în convertoare catalitice ternare
După cum se știe, nu toate vehiculele cu energie nouă pot atinge emisii zero, cum ar fi vehiculele electrice hibride și vehiculele electrice programabile, care eliberează o anumită cantitate de substanțe toxice în timpul utilizării. Pentru a reduce emisiile de gaze de eșapament ale automobilelor lor, unele vehicule sunt obligate să instaleze convertoare catalitice cu trei căi la ieșirea din fabrică. Când gazele de eșapament auto la temperatură înaltă trec prin acestea, convertoarele catalitice cu trei căi vor spori activitatea CO, HC și NOx din gazele de eșapament prin intermediul agentului de purificare încorporat, astfel încât acestea să poată completa procesul Redox și să genereze gaze inofensive, ceea ce este benefic pentru protecția mediului.
Componenta principală a catalizatorului ternar sunt elementele de pământuri rare, care joacă un rol cheie în depozitarea materialelor, înlocuind unii dintre principalii catalizatori și servind ca adjuvanți catalitici. Pământul rar utilizat în catalizatorul de purificare a gazelor de coadă este în principal un amestec de oxid de ceriu, oxid de praseodim și oxid de lantan, care sunt bogate în minerale de pământuri rare în China.
IV
Materiale ceramice în senzorii de oxigen
Elementele de pământuri rare au funcții unice de stocare a oxigenului datorită structurii lor electronice unice și sunt adesea utilizate în prepararea materialelor ceramice pentru senzorii de oxigen din sistemele electronice de injecție a combustibilului, rezultând o performanță catalitică mai bună. Sistemul electronic de injecție a combustibilului este un dispozitiv avansat de injecție a combustibilului adoptat de motoarele pe benzină fără carburatoare, compus în principal din trei părți principale: sistemul de aer, sistemul de alimentare și sistemul de control.
În plus, elementele de pământuri rare au și o gamă largă de aplicații în componente precum angrenaje, anvelope și oțel pentru caroserie. Se poate spune că pământurile rare sunt elemente esențiale în domeniul vehiculelor cu energie nouă.
Data publicării: 14 iulie 2023