Neodymium dan unsur nadir bumi lain membolehkan motor dengan kuasa tinggi dan ketumpatan tork tinggi. Mujurlah, bahan-bahan penting ini tidak jarang seperti yang dicadangkan oleh namanya. Bagi memenuhi permintaan yang semakin meningkat pada masa hadapan, saintis telah mula meneliti kaedah kitar semula yang baharu.
Selagi ia berkaitan dengan kenderaan elektrik, kata kunci "nadir bumi" akan muncul tidak lama lagi. Bagi ahli kimia, "bumi nadir" bermaksud salah satu daripada 17 "logam nadir bumi" pada jadual berkala, seperti lanthanum, praseodymium, neodymium, terbium, dysprosium dan lutetium. Sebahagian daripada mereka memainkan peranan penting dalam motor dan bateri kenderaan elektrik. Sebagai contoh, dalam magnet motor daya tarikan, selain besi, ia juga mengandungi kira-kira 30 peratus logam nadir bumi. Logam nadir bumi di sini kebanyakannya neodymium, tetapi juga disprosium dan terbium. Kelebihannya: Walaupun magnet dengan dimensi yang sangat kecil boleh menghasilkan medan magnet yang kuat, yang sangat bermanfaat untuk sistem pemacu elektrik.
"Terima kasih kepada logam nadir bumi dalam magnet, motor segerak magnet kekal boleh mencapai ketumpatan kuasa dan tork yang sangat tinggi, sekali gus meningkatkan kecekapan keseluruhan sistem pemacu." Raphael Piotuch, jurutera projek untuk motor elektrik di Porsche Engineering Dr. Rafal Piotuch (Dr. Rafal Piotuch) menjelaskan, "Bahan magnet lain, seperti ferit, tidak memerlukan penggunaan nadir bumi, tetapi ia akan menyebabkan kekurangan berat badan. dan ruang pemasangan dalam motor." Sesetengah kenderaan elektrik menggunakan motor tak segerak untuk Menggantikan motor segerak magnet kekal. Walau bagaimanapun, kedua-duanya tidak boleh mencapai ketumpatan kuasa tinggi dan prestasi motor menggunakan magnet logam nadir bumi. Atas sebab ini, terutamanya dalam kereta sport, neodymium, dysprosium dan terbium mungkin tidak akan diganti secepat ini.
Persoalannya tetap: adakah nadir bumi benar-benar jarang berlaku? Tidak, ia tidak jarang, dan beberapa nadir bumi lebih banyak di Bumi daripada plumbum; pada tahun 2021, hampir 280,000 tan oksida nadir bumi dihasilkan di seluruh dunia. "Walau bagaimanapun, perlombongan nadir bumi adalah sangat intensif buruh," jelas Matthias Böger, jurutera projek khusus dalam pengkomputeran motor elektrik di Kejuruteraan Porsche. "Nadir bumi diekstrak daripada bijih dalam proses yang kompleks. Oksida nadir bumi dipisahkan daripada bijih, yang kemudiannya ditukar kepada logam tulen."
Tambahan pula: pengagihan deposit mineral di dunia tidak seragam, dan beberapa negara telah menguasai sebahagian besar deposit mineral. Permintaan pasaran masa hadapan untuk nadir bumi mungkin meningkat dengan mendadak. Dianggarkan menjelang 2040, permintaan global untuk motor cengkaman sahaja akan meningkat kepada 20 kali ganda daripada permintaan 2018. Selain itu, penjana kuasa angin juga memerlukan bahan mentah ini, dan permintaan dalam bidang ini dijangka meningkat sebanyak 4 kali ganda dalam tempoh yang sama. Untuk memastikan bekalan stabil jangka panjang, penyelidikan intensif sedang dijalankan mengenai kaedah kitar semula untuk neodymium dan nadir bumi lain.
Maklumat Hak Cipta
Artikel asal pada asalnya diterbitkan dalam isu 1 2023 majalah Kejuruteraan Porsche "Porsche Engineering"
Teks: Christian Buck
Foto: Oriana Fenwick
Hak Cipta: Semua imej, video dan fail audio yang diterbitkan dalam artikel ini tertakluk kepada hak cipta. Pengeluaran semula keseluruhan atau sebahagian adalah tidak dibenarkan tanpa kebenaran bertulis Dr. Ing. hc F. Porsche AG. Sila hubungi newsroom@porsche.com untuk mendapatkan maklumat lanjut.
