Á undanförnum árum hafa orðin „sjaldgæf jarðefni„, „nýir orkugjafarökutæki“ og „samþætt þróun“ hafa birst æ oftar í fjölmiðlum. Hvers vegna? Þetta er aðallega vegna vaxandi athygli sem landið veitir þróun umhverfisverndar og orkusparandi atvinnugreina og gríðarlegra möguleika á samþættingu og þróun sjaldgæfra jarðefna á sviði nýrra orkugjafaökutækja. Hverjar eru fjórar helstu notkunarleiðir sjaldgæfra jarðefna í nýjum orkugjöfum?
△ Mótor með varanlegum seglum úr sjaldgæfum jarðefnum
I
Mótor með varanlegum seglum frá sjaldgæfum jarðefnum
Segulmótor með sjaldgæfum jarðmálmum er ný tegund af segulmótorum með sjaldgæfum jarðmálmum sem kom fram snemma á áttunda áratugnum. Virkni hans er sú sama og raförvaður samstilltur mótor, nema að sá fyrri notar varanlegan segul til að skipta út örvunarvindingunni fyrir örvun. Í samanburði við hefðbundna raförvunarmótora hafa sjaldgæfir jarðmálmsegulmótorar með varanlegan segul verulega kosti eins og einfalda uppbyggingu, áreiðanlega notkun, litla stærð, létt þyngd, lítið tap og mikla skilvirkni. Ennfremur er hægt að hanna lögun og stærð mótorsins sveigjanlega, sem gerir hann mjög metinn á sviði nýrra orkutækja. Sjaldgæfir jarðmálmsegulmótorar í bifreiðum breyta aðallega raforku rafhlöðunnar í vélræna orku, sem knýr svinghjól vélarinnar til að snúast og ræsa vélina.
II
Rafhlaða með sjaldgæfri jörðu
Sjaldgæf jarðefni geta ekki aðeins tekið þátt í framleiðslu á núverandi almennum rafskautsefnum fyrir litíumrafhlöður, heldur einnig þjónað sem hráefni til framleiðslu á jákvæðum rafskautum fyrir blýsýrurafhlöður eða nikkelmálmhýdríðrafhlöður.
Litíumrafhlaða: Vegna viðbættu sjaldgæfum jarðmálmum er byggingarstöðugleiki efnisins tryggður að miklu leyti og þrívíddarrásir fyrir virka litíumjónaflutninga eru einnig að vissu marki stækkaðar. Þetta gerir litíumjónarafhlöðu kleift að hafa meiri hleðslustöðugleika, rafefnafræðilega afturkræfanleika og lengri líftíma.
Blýsýrurafhlaða: Innlendar rannsóknir sýna að viðbót sjaldgæfra jarðefna stuðlar að því að bæta togstyrk, hörku, tæringarþol og ofurframleiðslu súrefnis í blýblöndu í rafskautsplötum. Viðbót sjaldgæfra jarðefna í virka efninu getur dregið úr losun jákvæðs súrefnis, bætt nýtingarhlutfall jákvæðs virks efnis og þar með bætt afköst og endingartíma rafhlöðunnar.
Nikkel-málmhýdríð rafhlaða: Nikkel-málmhýdríð rafhlaða hefur þá kosti að vera mikill sértækur afkastageta, mikill straumur, góð hleðsluafköst og mengunarlaus, þess vegna er hún kölluð „græn rafhlaða“ og mikið notuð í bílaiðnaði, rafeindatækni og öðrum sviðum. Til að viðhalda framúrskarandi eiginleikum nikkel-málmhýdríð rafhlaða við háhraðaafköst og koma í veg fyrir að líftími hennar minnki, kynnir japanska einkaleyfið JP2004127549 að rafgeymisbakskaut geti verið úr sjaldgæfum jarðmálmum sem byggja á magnesíum-nikkel vetnisgeymslumálmblöndu.
△ Ný orkutæki
III.
Hvatar í þríhyrningshvötum
Eins og vel þekkt er, geta ekki allir nýir orkugjafar náð núlllosun, svo sem tvinnbílar og forritanlegir rafbílar, sem losa ákveðið magn eiturefna við notkun. Til að draga úr losun frá útblæstri bíla eru sumir bílar neyddir til að setja upp þríhliða hvarfakúta þegar þeir fara úr verksmiðjunni. Þegar háhitaútblástur bíla fer í gegn, munu þríhliða hvarfakútarnir auka virkni CO, HC og NOx í gegnum innbyggða hreinsunarefnið, þannig að þeir geti lokið oxunar-afoxun og myndað skaðlaus lofttegundir, sem er umhverfisvænt.
Helsta efnið í þríhyrningshvatanum eru sjaldgæf jarðmálmefni, sem gegna lykilhlutverki í geymslu efna, koma í stað sumra helstu hvata og þjóna sem hvataefni. Sjaldgæfu jarðmálmarnir sem notaðir eru í hvata fyrir hreinsun útblástursgassins eru aðallega blanda af seríumoxíði, praseódíumoxíði og lantanoxíði, sem eru rík af sjaldgæfum jarðmálmum í Kína.
IV
Keramikefni í súrefnisskynjurum
Sjaldgæf jarðefni hafa einstaka súrefnisgeymsluhlutverk vegna einstakrar rafeindabyggingar sinnar og eru oft notuð við framleiðslu á keramikefnum fyrir súrefnisskynjara í rafrænum eldsneytissprautakerfum, sem leiðir til betri hvataafkösta. Rafræna eldsneytissprautunarkerfið er háþróað eldsneytissprautunartæki sem notað er í bensínvélar án karburators og samanstendur aðallega af þremur meginhlutum: loftkerfi, eldsneytiskerfi og stjórnkerfi.
Auk þessa hafa sjaldgæf jarðefni einnig fjölbreytt notkunarsvið í hlutum eins og gírum, dekkjum og stáli. Segja má að sjaldgæf jarðefni séu nauðsynleg frumefni á sviði nýrra orkugjafa.
Birtingartími: 14. júlí 2023