Cztery główne kierunki zastosowań pierwiastków ziem rzadkich w pojazdach nowych źródeł energii

W ostatnich latach słowa „pierwiastki ziem rzadkich„, „nowe pojazdy energetyczne” i „zintegrowany rozwój” pojawiają się coraz częściej w mediach. Dlaczego? Wynika to głównie z rosnącej uwagi, jaką kraj przykłada do rozwoju przemysłu chroniącego środowisko i energooszczędnego, a także z ogromnego potencjału integracji i rozwoju pierwiastków ziem rzadkich w dziedzinie nowych pojazdów energetycznych. Jakie są cztery główne kierunki zastosowania pierwiastków ziem rzadkich w pojazdach nowych źródeł energii?

△ Silnik z magnesami trwałymi ziem rzadkich

I

Silnik z magnesami trwałymi ziem rzadkich

Silnik z magnesami trwałymi ziem rzadkich to nowy typ silnika z magnesami trwałymi, który pojawił się na początku lat siedemdziesiątych. Jego zasada działania jest taka sama jak w przypadku elektrycznie wzbudzonego silnika synchronicznego, z tą różnicą, że w tym pierwszym wykorzystuje się magnes trwały, który zastępuje uzwojenie wzbudzenia w celu wzbudzenia. W porównaniu z tradycyjnymi silnikami elektrycznymi, silniki z magnesami trwałymi ziem rzadkich mają znaczące zalety, takie jak prosta konstrukcja, niezawodne działanie, małe rozmiary, niewielka waga, niskie straty i wysoka wydajność. Ponadto kształt i wielkość silnika można elastycznie projektować, co sprawia, że ​​jest on wysoko ceniony w dziedzinie pojazdów nowych źródeł energii. Silniki z magnesami trwałymi ziem rzadkich w samochodach przekształcają głównie energię elektryczną akumulatora zasilającego w energię mechaniczną, wprawiając koło zamachowe silnika w ruch obrotowy i uruchamiając silnik.
II

Bateria zasilana pierwiastkami ziem rzadkich

Pierwiastki ziem rzadkich mogą nie tylko brać udział w przygotowaniu głównych materiałów elektrodowych do akumulatorów litowych, ale także służyć jako surowce do wytwarzania elektrod dodatnich do akumulatorów ołowiowo-kwasowych lub niklowo-metalowo-wodorkowych.

Bateria litowa: Dzięki dodatkowi pierwiastków ziem rzadkich w znacznym stopniu gwarantuje się stabilność strukturalną materiału, a trójwymiarowe kanały migracji aktywnej jonów litu są również w pewnym stopniu rozszerzone. Dzięki temu przygotowany akumulator litowo-jonowy może mieć wyższą stabilność ładowania, odwracalność cykli elektrochemicznych i dłuższą żywotność.

Akumulator kwasowo-ołowiowy: badania krajowe pokazują, że dodatek pierwiastków ziem rzadkich sprzyja poprawie wytrzymałości na rozciąganie, twardości, odporności na korozję i wydzielaniu tlenu. Nadpotencjał stopu płyty elektrody na bazie ołowiu. Dodatek pierwiastków ziem rzadkich do składnika aktywnego może zmniejszyć uwalnianie dodatniego tlenu, poprawić stopień wykorzystania dodatniego materiału aktywnego, a tym samym poprawić wydajność i żywotność akumulatora.

Akumulator niklowo-metalowo-wodorkowy: Akumulator niklowo-metalowo-wodorkowy ma zalety dużej pojemności właściwej, wysokiego prądu, dobrej wydajności rozładowania i braku zanieczyszczeń, dlatego nazywany jest „zieloną baterią” i jest szeroko stosowany w samochodach, elektronice i innych dziedzinach. Aby zachować doskonałe właściwości rozładowania akumulatora niklowo-metalowo-wodorkowego przy dużej prędkości, jednocześnie zapobiegając zmniejszaniu się jego żywotności, w japońskim patencie JP2004127549 wprowadzono, że katoda akumulatora może być wykonana ze stopu magazynującego wodór na bazie niklu ziem rzadkich.

△ Nowe pojazdy energetyczne

III

Katalizatory w katalizatorach trójskładnikowych

Jak powszechnie wiadomo, nie wszystkie nowe pojazdy energetyczne mogą osiągnąć zerową emisję, np. pojazdy hybrydowe elektryczne i pojazdy elektryczne programowalne, które podczas użytkowania uwalniają pewną ilość substancji toksycznych. Aby zmniejszyć emisję spalin samochodowych, niektóre pojazdy opuszczające fabrykę zmuszone są do instalowania katalizatorów trójdrożnych. Kiedy spaliny samochodowe przejdą przez wysoką temperaturę, trójdrożne katalizatory zwiększą aktywność CO, HC i NOx w przejściu przez wbudowany środek oczyszczający, dzięki czemu mogą zakończyć Redox i wytworzyć nieszkodliwe gazy, co sprzyja do ochrony środowiska.

Głównym składnikiem katalizatora trójskładnikowego są pierwiastki ziem rzadkich, które odgrywają kluczową rolę w przechowywaniu materiałów, zastępując niektóre główne katalizatory i służąc jako środki pomocnicze katalityczne. Ziemia rzadka stosowana w katalizatorze oczyszczania gazów resztkowych to głównie mieszanina tlenku ceru, tlenku prazeodymu i tlenku lantanu, które w Chinach są bogate w minerały ziem rzadkich.

 
IV

Materiały ceramiczne w czujnikach tlenu

Pierwiastki ziem rzadkich mają unikalne funkcje magazynowania tlenu ze względu na ich unikalną strukturę elektroniczną i są często wykorzystywane do przygotowania materiałów ceramicznych na czujniki tlenu w elektronicznych układach wtrysku paliwa, co skutkuje lepszą wydajnością katalityczną. Elektroniczny układ wtrysku paliwa to zaawansowane urządzenie wtrysku paliwa stosowane w silnikach benzynowych bez gaźników, składające się głównie z trzech głównych części: układu pneumatycznego, układu paliwowego i układu sterowania.

Oprócz tego pierwiastki ziem rzadkich mają również szeroki zakres zastosowań w częściach takich jak koła zębate, opony i stal nadwozia. Można powiedzieć, że pierwiastki ziem rzadkich są niezbędnymi pierwiastkami w dziedzinie nowych pojazdów energetycznych.