Pro problemoj pri provizoĉeno kaj medio, la potenco-trajna fako de Tesla laboras forte por forigi raraterajn magnetojn el motoroj kaj serĉas alternativajn solvojn.
Tesla ankoraŭ ne inventis tute novan magnetmaterialon, do ĝi eble kontentiĝos per ekzistanta teknologio, plej verŝajne uzante malmultekostan kaj facile fabrikeblan feriton.
Per zorgema poziciigado de feritaj magnetoj kaj adaptado de aliaj aspektoj de motordezajno, multaj rendimentaj indikiloj derara teroveturmotoroj povas esti reproduktitaj. En ĉi tiu kazo, la pezo de la motoro nur pliiĝas je ĉirkaŭ 30%, kio povas esti malgranda diferenco kompare kun la totala pezo de la aŭto.
4. Novaj magnetaj materialoj devas havi la jenajn tri bazajn karakterizaĵojn: 1) ili devas havi magnetismon; 2) Daŭre konservi magnetismon en la ĉeesto de aliaj magnetaj kampoj; 3) Povi elteni altajn temperaturojn.
Laŭ Tencent Technology News, la elektraveturila fabrikanto Tesla deklaris, ke raraj teraj elementoj ne plu estos uzataj en ĝiaj aŭtomotoroj, kio signifas, ke la inĝenieroj de Tesla devos plene liberigi sian kreivon por trovi alternativajn solvojn.
Lastan monaton, Elon Musk publikigis la "Trian Parton de la Majstra Plano" ĉe la evento Tesla Investor Day. Inter ili, estas malgranda detalo, kiu kaŭzis sensacion en la kampo de fiziko. Colin Campbell, altranga oficisto en la potenco-trajna fako de Tesla, anoncis, ke lia teamo forigas raraterajn magnetojn el motoroj pro problemoj en la provizoĉeno kaj la signifa negativa efiko de la produktado de rarateraj magnetoj.
Por atingi ĉi tiun celon, Campbell prezentis du lumbildojn pri tri misteraj materialoj lerte etikeditaj kiel rara tero 1, rara tero 2, kaj rara tero 3. La unua lumbildo reprezentas la nunan situacion de Tesla, kie la kvanto de raraj teroj uzataj de la kompanio en ĉiu veturilo varias de duona kilogramo ĝis 10 gramoj. En la dua lumbildo, la uzado de ĉiuj raraj teroj estis reduktita al nulo.
Por magnetologoj, kiuj studas la magian potencon generitan de elektronika moviĝo en certaj materialoj, la identeco de rara tero 1 estas facile rekonebla, kiu estas neodimo. Kiam aldonite al komunaj elementoj kiel fero kaj boro, ĉi tiu metalo povas helpi krei fortan, ĉiam aktivan magnetan kampon. Sed malmultaj materialoj havas ĉi tiun kvaliton, kaj eĉ malpli da raraj teraj elementoj generas magnetajn kampojn, kiuj povas movi Tesla-aŭtojn pezantajn pli ol 2000 kilogramojn, same kiel multajn aliajn aferojn de industriaj robotoj ĝis ĉasaviadiloj. Se Tesla planas forigi neodimon kaj aliajn rarajn terojn el la motoro, kiun magneton ĝi uzos anstataŭe?
Por fizikistoj, unu afero estas certa: Tesla ne inventis tute novan tipon de magneta materialo. Andy Blackburn, Administra Vicprezidanto pri Strategio ĉe NIron Magnets, diris: "Post pli ol 100 jaroj, ni eble havos nur kelkajn ŝancojn akiri novajn komercajn magnetojn." NIron Magnets estas unu el la malmultaj noventreprenoj provantaj kapti la sekvan ŝancon.
Blackburn kaj aliaj kredas, ke pli probable Tesla decidis kontentiĝi per multe malpli potenca magneto. Inter multaj eblecoj, la plej evidenta kandidato estas ferito: ceramikaĵo komponita el fero kaj oksigeno, miksita kun malgranda kvanto da metalo kiel stroncio. Ĝi estas kaj malmultekosta kaj facile fabrikebla, kaj ekde la 1950-aj jaroj, fridujpordoj tra la mondo estas fabrikitaj tiamaniere.
Sed laŭ volumeno, la magnetismo de ferito estas nur dekono de tiu de neodimiaj magnetoj, kio levas novajn demandojn. La ĉefoficisto de Tesla, Elon Musk, ĉiam estis konata pro sia senkompromisa konduto, sed se Tesla ŝanĝos al ferito, ŝajnas, ke iuj koncedoj devas esti faritaj.
Estas facile kredi, ke baterioj estas la energio de elektraj veturiloj, sed en realeco, ĝuste elektromagneta stirado pelas elektrajn veturilojn. Ne estas koincido, ke kaj la kompanio Tesla kaj la magneta unuo "Tesla" estas nomitaj laŭ la sama persono. Kiam elektronoj fluas tra la bobenoj en motoro, ili generas elektromagnetan kampon, kiu pelas la kontraŭan magnetan forton, igante la motorŝafton rotacii kun la radoj.
Por la malantaŭaj radoj de Tesla-aŭtoj, ĉi tiujn fortojn provizas motoroj kun permanentaj magnetoj, stranga materialo kun stabila magneta kampo kaj neniu kurenta enigo, danke al la lerta rotacio de elektronoj ĉirkaŭ atomoj. Tesla nur komencis aldoni ĉi tiujn magnetojn al aŭtoj antaŭ ĉirkaŭ kvin jaroj, por plilongigi la atingon kaj pliigi la tordmomanton sen plibonigi la baterion. Antaŭ tio, la kompanio uzis induktajn motorojn fabrikitajn ĉirkaŭ elektromagnetoj, kiuj generas magnetismon konsumante elektron. Tiuj modeloj ekipitaj per antaŭaj motoroj ankoraŭ uzas ĉi tiun reĝimon.
La decido de Tesla forlasi rarajn terojn kaj magnetojn ŝajnas iom stranga. Aŭtofirmaoj ofte obsedas pri efikeco, precipe en la kazo de elektraj veturiloj, kie ili ankoraŭ provas persvadi ŝoforojn superi sian timon pri atingodistanco. Sed dum aŭtoproduktantoj komencas vastigi la produktadskalon de elektraj veturiloj, multaj projektoj, kiuj antaŭe estis konsiderataj tro malefikaj, reaperas.
Tio instigis aŭtoproduktantojn, inkluzive de Tesla, produkti pli da aŭtoj uzantaj litiajn ferfosfatajn (LFP) bateriojn. Kompare kun baterioj enhavantaj elementojn kiel kobalto kaj nikelo, ĉi tiuj modeloj ofte havas pli mallongan atingon. Ĉi tiu estas pli malnova teknologio kun pli granda pezo kaj pli malalta stoka kapacito. Nuntempe, la Model 3 funkciigita per malrapida potenco havas atingon de 272 mejloj (proksimume 438 kilometroj), dum la malofta Model S ekipita per pli progresintaj baterioj povas atingi 400 mejlojn (640 kilometrojn). Tamen, la uzo de litiaj ferfosfataj baterioj povus esti pli prudenta komerca elekto, ĉar ĝi evitas la uzon de pli multekostaj kaj eĉ politike riskaj materialoj.
Tamen, Tesla verŝajne ne simple anstataŭigos magnetojn per io pli malbona, kiel ekzemple ferito, sen fari iujn ajn aliajn ŝanĝojn. Fizikistino Alaina Vishna ĉe la Universitato de Upsalo diris: "Vi portos grandegan magneton en via aŭto. Bonŝance, elektromotoroj estas sufiĉe kompleksaj maŝinoj kun multaj aliaj komponantoj, kiuj teorie povas esti rearanĝitaj por redukti la efikon de uzado de pli malfortaj magnetoj."
En komputilaj modeloj, la materiala firmao Proterial ĵus determinis, ke multaj rendimentaj indikiloj de rarateraj motoroj povas esti reproduktitaj per zorgema poziciigado de feritaj magnetoj kaj adaptado de aliaj aspektoj de la motordezajno. En ĉi tiu kazo, la pezo de la motoro nur pliiĝas je ĉirkaŭ 30%, kio povas esti malgranda diferenco kompare kun la totala pezo de la aŭto.
Malgraŭ ĉi tiuj kapdoloroj, aŭtomobilaj kompanioj ankoraŭ havas multajn kialojn forlasi raraterajn elementojn, kondiĉe ke ili povas fari tion. La valoro de la tuta merkato de rarateraj elementoj similas al tiu de la ovmerkato en Usono, kaj teorie, rarateraj elementoj povas esti minitaj, prilaboritaj kaj konvertitaj en magnetojn tutmonde, sed en realeco, ĉi tiuj procezoj prezentas multajn defiojn.
Mineralanalizisto kaj populara bloganto pri observado de raraj teroj, Thomas Krumer, diris: "Ĉi tiu estas industrio de 10 miliardoj da dolaroj, sed la valoro de produktoj kreitaj ĉiujare varias de 2 ĝis 3 trilionoj da dolaroj, kio estas grandega levilo. La samo validas por aŭtoj. Eĉ se ili enhavas nur kelkajn kilogramojn da ĉi tiu substanco, forigi ilin signifas, ke aŭtoj ne plu povas veturi krom se vi pretas restrukturi la tutan motoron."
Usono kaj Eŭropo provas diversigi ĉi tiun provizoĉenon. La kaliforniaj minejoj de raraj teroj, kiuj estis fermitaj komence de la 21-a jarcento, ĵus remalfermiĝis kaj nuntempe liveras 15% de la mondaj raraj teraj resursoj. En Usono, registaraj agentejoj (precipe la Ministerio pri Defendo) bezonas provizi potencajn magnetojn por ekipaĵoj kiel aviadiloj kaj satelitoj, kaj ili entuziasme investas en provizoĉenojn nacie kaj en regionoj kiel Japanio kaj Eŭropo. Sed konsiderante koston, bezonatan teknologion kaj mediajn problemojn, ĉi tio estas malrapida procezo, kiu povas daŭri plurajn jarojn aŭ eĉ jardekojn.
Afiŝtempo: 11-a de majo 2023