Negli ultimi anni, le parole “elementi delle terre rare", "veicoli a nuova energia" e "sviluppo integrato" compaiono sempre più frequentemente sui media. Perché? Ciò è dovuto principalmente alla crescente attenzione del Paese allo sviluppo delle industrie di tutela ambientale e risparmio energetico, e all'enorme potenziale di integrazione e sviluppo delle terre rare nel campo dei veicoli a nuova energia. Quali sono le quattro principali aree di applicazione delle terre rare nei veicoli a nuova energia?
△ Motore a magneti permanenti a terre rare
I
Motore a magneti permanenti in terre rare
Il motore a magneti permanenti a terre rare è un nuovo tipo di motore a magneti permanenti emerso nei primi anni '70. Il suo principio di funzionamento è lo stesso di un motore sincrono a eccitazione elettrica, con la differenza che il primo utilizza un magnete permanente al posto dell'avvolgimento di eccitazione. Rispetto ai tradizionali motori a eccitazione elettrica, i motori a magneti permanenti a terre rare presentano vantaggi significativi come struttura semplice, funzionamento affidabile, dimensioni ridotte, peso ridotto, basse perdite ed elevata efficienza. Inoltre, la forma e le dimensioni del motore possono essere progettate in modo flessibile, il che lo rende molto apprezzato nel campo dei veicoli a nuova energia. I motori a magneti permanenti a terre rare nelle automobili convertono principalmente l'energia elettrica della batteria in energia meccanica, azionando il volano del motore per ruotare e avviare il motore.
II
Batteria di potenza alle terre rare
Gli elementi delle terre rare possono non solo partecipare alla preparazione dei materiali per elettrodi più diffusi nelle batterie al litio, ma servono anche come materie prime per la preparazione di elettrodi positivi per batterie al piombo-acido o batterie al nichel-metallo idruro.
Batteria al litio: grazie all'aggiunta di terre rare, la stabilità strutturale del materiale è ampiamente garantita e anche i canali tridimensionali per la migrazione attiva degli ioni di litio vengono ampliati in una certa misura. Ciò consente alla batteria agli ioni di litio preparata di avere una maggiore stabilità di carica, reversibilità del ciclo elettrochimico e una maggiore durata del ciclo.
Batteria al piombo: ricerche nazionali dimostrano che l'aggiunta di terre rare contribuisce a migliorare la resistenza alla trazione, la durezza, la resistenza alla corrosione e l'emissione di ossigeno. Il sovrapotenziale della piastra elettrodica in lega di piombo. L'aggiunta di terre rare al componente attivo può ridurre il rilascio di ossigeno positivo, migliorare il tasso di utilizzo del materiale attivo positivo e, di conseguenza, migliorare le prestazioni e la durata della batteria.
Batteria al nichel-metallo idruro: la batteria al nichel-metallo idruro offre i vantaggi di un'elevata capacità specifica, un'elevata corrente, buone prestazioni di carica e scarica e non inquina, tanto da essere definita "batteria ecologica" e ampiamente utilizzata in ambito automobilistico, elettronico e in altri settori. Per mantenere le eccellenti caratteristiche di scarica rapida della batteria al nichel-metallo idruro, inibendone al contempo il decadimento della vita utile, il brevetto giapponese JP2004127549 introduce la possibilità che il catodo della batteria sia composto da una lega di accumulo di idrogeno a base di nichel, magnesio e terre rare.
△ Veicoli a nuova energia
III
Catalizzatori nei convertitori catalitici ternari
Come è noto, non tutti i veicoli a nuova energia possono raggiungere emissioni zero, come i veicoli elettrici ibridi e quelli programmabili, che rilasciano una certa quantità di sostanze tossiche durante l'uso. Per ridurre le emissioni dei gas di scarico, alcuni veicoli sono costretti a installare convertitori catalitici a tre vie in fabbrica. Al passaggio dei gas di scarico ad alta temperatura, i convertitori catalitici a tre vie migliorano l'attività di CO, HC e NOx nel gas di scarico attraverso l'agente di purificazione integrato, in modo che possano completare il processo Redox e generare gas innocui, contribuendo alla protezione ambientale.
Il componente principale del catalizzatore ternario sono le terre rare, che svolgono un ruolo chiave nell'immagazzinamento dei materiali, nella sostituzione di alcuni dei catalizzatori principali e come coadiuvanti catalitici. Le terre rare utilizzate nel catalizzatore di purificazione dei gas di coda sono principalmente una miscela di ossido di cerio, ossido di praseodimio e ossido di lantanio, minerali ricchi di terre rare in Cina.
IV
Materiali ceramici nei sensori di ossigeno
Gli elementi delle terre rare possiedono funzioni uniche di accumulo di ossigeno grazie alla loro particolare struttura elettronica e sono spesso utilizzati nella preparazione di materiali ceramici per i sensori di ossigeno nei sistemi di iniezione elettronica, con conseguente miglioramento delle prestazioni catalitiche. Il sistema di iniezione elettronica è un dispositivo di iniezione avanzato adottato nei motori a benzina senza carburatori, composto principalmente da tre parti principali: sistema di alimentazione, sistema di alimentazione e sistema di controllo.
Oltre a questo, le terre rare trovano anche un'ampia gamma di applicazioni in componenti come ingranaggi, pneumatici e acciaio per carrozzerie. Si può affermare che le terre rare siano elementi essenziali nel campo dei veicoli a nuova energia.
Data di pubblicazione: 14-lug-2023