Viime vuosina sanat "harvinaisten maametallien”, ”uudet energialähteet” ja ”integroitu kehitys” ovat esiintyneet yhä useammin mediassa. Miksi? Tämä johtuu pääasiassa maan kasvavasta huomiosta ympäristönsuojelun ja energiansäästöteollisuuden kehittämiseen sekä harvinaisten maametallien integroinnin ja kehittämisen valtavasta potentiaalista uusien energialähteiden alalla. Mitkä ovat harvinaisten maametallien neljä tärkeintä sovellussuuntaa uusissa energialähteissä?
△ Harvinaisten maametallien kestomagneettimoottori
I
Harvinaisten maametallien kestomagneettimoottori
Harvinaisten maametallien kestomagneettimoottori on uudentyyppinen kestomagneettimoottori, joka syntyi 1970-luvun alussa. Sen toimintaperiaate on sama kuin sähköisesti herätetyn tahtimoottorin, paitsi että edellisessä käytetään kestomagneettia korvaamaan herätekäämitys. Verrattuna perinteisiin sähköisiin herätemoottoreihin, harvinaisten maametallien kestomagneettimoottoreilla on merkittäviä etuja, kuten yksinkertainen rakenne, luotettava toiminta, pieni koko, keveys, pienet häviöt ja korkea hyötysuhde. Lisäksi moottorin muoto ja koko voidaan suunnitella joustavasti, mikä tekee siitä erittäin arvostetun uusien energialähteiden ajoneuvoissa. Autojen harvinaisten maametallien kestomagneettimoottorit muuntavat pääasiassa akun sähköenergian mekaaniseksi energiaksi, pyörittäen moottorin vauhtipyörää ja käynnistäen moottorin.
II
Harvinaisten maametallien akku
Harvinaisia maametalleja voidaan käyttää paitsi nykyisten litium-akkujen valtavirran elektrodimateriaalien valmistuksessa, myös raaka-aineina lyijy-happo-akkujen tai nikkeli-metallihydridiakkujen positiivisten elektrodien valmistuksessa.
Litium-ioniakku: Harvinaisten maametallien lisäämisen ansiosta materiaalin rakenteellinen stabiilius on erittäin taattu ja litiumionien aktiivisen migraation kolmiulotteiset kanavat laajenevat myös jossain määrin. Tämä mahdollistaa valmistetun litiumioniakun paremman latausvakauden, sähkökemiallisen syklin palautuvuuden ja pidemmän syklin käyttöiän.
Lyijyakku: Kotimaiset tutkimukset osoittavat, että harvinaisten maametallien lisääminen parantaa lyijypohjaisen seoksen elektrodilevyn vetolujuutta, kovuutta, korroosionkestävyyttä ja hapenkehitystä. Harvinaisten maametallien lisääminen aktiiviseen komponenttiin voi vähentää positiivisen hapen vapautumista, parantaa positiivisen aktiivisen materiaalin käyttöastetta ja siten parantaa akun suorituskykyä ja käyttöikää.
Nikkelimetallihydridiakku: Nikkelimetallihydridiakulla on etunaan suuri ominaiskapasiteetti, suuri virta, hyvä varauksen purkautumiskyky ja saastumattomuus, joten sitä kutsutaan "vihreäksi akuksi" ja sitä käytetään laajalti autoteollisuudessa, elektroniikassa ja muilla aloilla. Jotta nikkelimetallihydridiakun erinomaiset nopeat purkautumisominaisuudet säilyisivät ja samalla sen käyttöiän lyheneminen estyisi, japanilaisessa patentissa JP2004127549 esitetään, että akun katodi voi koostua harvinaisten maametallien magnesium-nikkelipohjaisesta vedyn varastointiseoksesta.
△ Uudet energialähteet
III
Kolmikomponenttisten katalysaattoreiden katalyytit
Kuten hyvin tiedetään, kaikki uudet energiaajoneuvot eivät voi saavuttaa nollapäästöjä, kuten hybridiajoneuvot ja ohjelmoitavat sähköajoneuvot, jotka vapauttavat käytön aikana tietyn määrän myrkyllisiä aineita. Autojen pakokaasupäästöjen vähentämiseksi jotkut ajoneuvot joutuvat asentamaan kolmitiekatalysaattorit tehtaalta lähtiessään. Kun korkean lämpötilan auton pakokaasu kulkee sen läpi, kolmitiekatalysaattorit tehostavat CO:n, HC:n ja NOx:n aktiivisuutta Go:ssa sisäänrakennetun puhdistusaineen avulla, jotta ne voivat suorittaa redoksiprosessin loppuun ja tuottaa vaarattomia kaasuja, mikä edistää ympäristönsuojelua.
Kolmikomponenttisen katalyytin pääkomponentti on harvinaiset maametallit, joilla on keskeinen rooli materiaalien varastoinnissa, joidenkin pääkatalyyttien korvaamisessa ja katalyyttisinä apuaineina toimimisessa. Jätekaasun puhdistuskatalyytissä käytetty harvinaisten maametallien seos on pääasiassa ceriumoksidin, praseodyymioksidin ja lantaanioksidin seos, jotka ovat Kiinassa runsaasti harvinaisia maametalleja.
IV
Keraamiset materiaalit happiantureissa
Harvinaisilla maametalleilla on ainutlaatuiset hapen varastointitoiminnot ainutlaatuisen elektronisen rakenteensa ansiosta, ja niitä käytetään usein keraamisten materiaalien valmistuksessa elektronisten polttoaineen ruiskutusjärjestelmien happiantureille, mikä johtaa parempaan katalyyttiseen suorituskykyyn. Elektroninen polttoaineen ruiskutusjärjestelmä on edistynyt polttoaineen ruiskutuslaite, jota käytetään kaasuttimissa olevissa bensiinimoottoreissa, ja se koostuu pääasiassa kolmesta pääosasta: ilmajärjestelmästä, polttoainejärjestelmästä ja ohjausjärjestelmästä.
Tämän lisäksi harvinaisilla maametalleilla on laaja valikoima sovelluksia esimerkiksi vaihteistoissa, renkaissa ja koriteräksessä. Voidaan sanoa, että harvinaiset maametallit ovat olennaisia alkuaineita uusien energialähteiden ajoneuvoissa.
Julkaisun aika: 14.7.2023