Për shkak të problemeve të zinxhirit të furnizimit dhe mjedisit, departamenti i sistemit të fuqisë i Teslës po punon shumë për të hequr magnetet e metaleve të rralla nga motorët dhe po kërkon zgjidhje alternative.
Tesla ende nuk ka shpikur një material magnetik krejtësisht të ri, kështu që mund të përdorë teknologjinë ekzistuese, me shumë mundësi duke përdorur ferrit të lirë dhe të lehtë për t’u prodhuar.
Duke pozicionuar me kujdes magnetët e ferritit dhe duke rregulluar aspekte të tjera të dizajnit të motorit, shumë tregues të performancës sëtokë e rrallëMotorët me transmision mund të replikohen. Në këtë rast, pesha e motorit rritet vetëm me rreth 30%, që mund të jetë një ndryshim i vogël krahasuar me peshën e përgjithshme të makinës.
4. Materialet e reja magnetike duhet të kenë tre karakteristikat themelore të mëposhtme: 1) ato duhet të kenë magnetizëm; 2) Të vazhdojnë të ruajnë magnetizmin në prani të fushave të tjera magnetike; 3) Të mund t'i rezistojnë temperaturave të larta.
Sipas Tencent Technology News, prodhuesi i automjeteve elektrike Tesla ka deklaruar se elementët e rrallë të tokës nuk do të përdoren më në motorët e makinave të saj, që do të thotë se inxhinierët e Teslës do të duhet të çlirojnë plotësisht kreativitetin e tyre në gjetjen e zgjidhjeve alternative.
Muajin e kaluar, Elon Musk publikoi “Pjesën e Tretë të Planit Master” në eventin e Ditës së Investitorëve të Teslës. Midis tyre, ka një detaj të vogël që ka shkaktuar një sensacion në fushën e fizikës. Colin Campbell, një drejtues i lartë në departamentin e motorëve të Teslës, njoftoi se ekipi i tij po heq magnetët e metaleve të rralla nga motorët për shkak të problemeve me zinxhirin e furnizimit dhe ndikimit të rëndësishëm negativ të prodhimit të magnetëve të metaleve të rralla.
Për të arritur këtë qëllim, Campbell prezantoi dy diapozitiva që përfshinin tre materiale misterioze të etiketuara me zgjuarsi si metale të rralla tokësore 1, metale të rralla tokësore 2 dhe metale të rralla tokësore 3. Diapozitiva e parë përfaqëson situatën aktuale të Teslës, ku sasia e metaleve të rralla tokësore të përdorura nga kompania në çdo automjet varion nga gjysmë kilogrami në 10 gramë. Në diapozitivën e dytë, përdorimi i të gjithë elementëve të rrallë tokësorë është reduktuar në zero.
Për magnetologët që studiojnë fuqinë magjike të gjeneruar nga lëvizja elektronike në materiale të caktuara, identiteti i metalit të rrallë 1 është lehtësisht i dallueshëm, i cili është neodimi. Kur i shtohet elementëve të zakonshëm si hekuri dhe bori, ky metal mund të ndihmojë në krijimin e një fushe magnetike të fortë, gjithmonë aktive. Por pak materiale e kanë këtë cilësi, dhe edhe më pak elementë të rrallë të tokës gjenerojnë fusha magnetike që mund të lëvizin makinat Tesla që peshojnë mbi 2000 kilogramë, si dhe shumë gjëra të tjera, nga robotët industrialë deri te avionët luftarakë. Nëse Tesla planifikon të heqë neodimin dhe elementë të tjerë të rrallë të tokës nga motori, cilin magnet do të përdorë në vend të tij?
Për fizikantët, një gjë është e sigurt: Tesla nuk shpiku një lloj krejtësisht të ri materiali magnetik. Andy Blackburn, Zëvendëspresident Ekzekutiv i Strategjisë në NIron Magnets, tha: "Në më shumë se 100 vjet, mund të kemi vetëm disa mundësi për të blerë magnete të reja biznesi". NIron Magnets është një nga të paktat startup-e që përpiqen të shfrytëzojnë mundësinë e radhës.
Blackburn dhe të tjerë besojnë se ka më shumë të ngjarë që Tesla të ketë vendosur të përdorë një magnet shumë më pak të fuqishëm. Midis shumë mundësive, kandidati më i dukshëm është ferriti: një qeramikë e përbërë nga hekuri dhe oksigjeni, e përzier me një sasi të vogël metali si stronciumi. Është i lirë dhe i lehtë për t’u prodhuar, dhe që nga vitet 1950, dyert e frigoriferëve në të gjithë botën janë prodhuar në këtë mënyrë.
Por për sa i përket vëllimit, magnetizmi i ferritit është vetëm një e dhjeta e magneteve neodimi, gjë që ngre pyetje të reja. Drejtori ekzekutiv i Teslës, Elon Musk, është njohur gjithmonë për pakompromisin e tij, por nëse Tesla do të kalojë në ferrit, duket se duhen bërë disa lëshime.
Është e lehtë të besosh se bateritë janë fuqia e automjeteve elektrike, por në realitet, është ngarja elektromagnetike që vë në lëvizje automjetet elektrike. Nuk është rastësi që si kompania Tesla ashtu edhe njësia magnetike “Tesla” mbajnë emrin e të njëjtit person. Kur elektronet rrjedhin nëpër spiralet e një motori, ato gjenerojnë një fushë elektromagnetike që nxit forcën e kundërt magnetike, duke bërë që boshti i motorit të rrotullohet me rrotat.
Për rrotat e pasme të makinave Tesla, këto forca sigurohen nga motorë me magnete të përhershme, një material i çuditshëm me një fushë magnetike të qëndrueshme dhe pa hyrje rryme, falë rrotullimit të zgjuar të elektroneve rreth atomeve. Tesla filloi t'i shtonte këto magnete në makina vetëm rreth pesë vjet më parë, me qëllim që të zgjeronte autonominë dhe të rriste çift rrotulluesin pa përmirësuar baterinë. Përpara kësaj, kompania përdorte motorë induksioni të prodhuar rreth elektromagneteve, të cilët gjenerojnë magnetizëm duke konsumuar energji elektrike. Ato modele të pajisura me motorë të përparmë ende e përdorin këtë modalitet.
Lëvizja e Teslës për të braktisur metalet e rralla dhe magnetet duket paksa e çuditshme. Kompanitë e makinave shpesh janë të fiksuara me efikasitetin, veçanërisht në rastin e automjeteve elektrike, ku ato ende po përpiqen t'i bindin shoferët të kapërcejnë frikën e tyre nga autonomia. Por, ndërsa prodhuesit e makinave fillojnë të zgjerojnë shkallën e prodhimit të automjeteve elektrike, shumë projekte që më parë konsideroheshin shumë joefikase po rishfaqen.
Kjo i ka shtyrë prodhuesit e makinave, përfshirë Teslën, të prodhojnë më shumë makina duke përdorur bateri litium-fosfat hekuri (LFP). Krahasuar me bateritë që përmbajnë elementë të tillë si kobalti dhe nikeli, këto modele shpesh kanë një rreze veprimi më të shkurtër. Kjo është një teknologji më e vjetër me peshë më të madhe dhe kapacitet më të ulët ruajtjeje. Aktualisht, Modeli 3 i mundësuar nga energjia me shpejtësi të ulët ka një rreze veprimi prej 272 miljesh (afërsisht 438 kilometrash), ndërsa Modeli S i telekomandës i pajisur me bateri më të përparuara mund të arrijë 400 milje (640 kilometra). Megjithatë, përdorimi i baterisë litium-fosfat hekuri mund të jetë një zgjedhje më e mençur biznesi, sepse shmang përdorimin e materialeve më të shtrenjta dhe madje edhe politikisht të rrezikshme.
Megjithatë, Tesla nuk ka gjasa t’i zëvendësojë thjesht magnetët me diçka më të keqe, siç është ferriti, pa bërë ndonjë ndryshim tjetër. Fizikantja e Universitetit të Upsalës, Alaina Vishna, tha: “Ju do të mbani një magnet të madh në makinën tuaj. Për fat të mirë, motorët elektrikë janë makina mjaft komplekse me shumë komponentë të tjerë që teorikisht mund të riorganizohen për të zvogëluar ndikimin e përdorimit të magneteve më të dobët.
Në modelet kompjuterike, kompania e materialeve Proterial përcaktoi së fundmi se shumë tregues të performancës së motorëve me motorë metalikë të rrallë mund të replikohen duke pozicionuar me kujdes magnetët e ferritit dhe duke rregulluar aspekte të tjera të dizajnit të motorit. Në këtë rast, pesha e motorit rritet vetëm me rreth 30%, që mund të jetë një ndryshim i vogël krahasuar me peshën e përgjithshme të makinës.
Pavarësisht këtyre problemeve, kompanitë e makinave kanë ende shumë arsye për të braktisur elementët e rrallë të tokës, me kusht që të mund ta bëjnë këtë. Vlera e të gjithë tregut të rrallë të tokës është e ngjashme me atë të tregut të vezëve në Shtetet e Bashkuara dhe, teorikisht, elementët e rrallë të tokës mund të nxirren, përpunohen dhe shndërrohen në magnete në të gjithë botën, por në realitet, këto procese paraqesin shumë sfida.
Analisti i mineraleve dhe blogeri i njohur i vëzhgimit të tokave të rralla, Thomas Krumer, tha: “Kjo është një industri prej 10 miliardë dollarësh, por vlera e produkteve të krijuara çdo vit varion nga 2 trilionë deri në 3 trilionë dollarë, që është një levë e madhe. E njëjta gjë vlen edhe për makinat. Edhe nëse ato përmbajnë vetëm disa kilogramë të kësaj substance, heqja e tyre do të thotë që makinat nuk mund të funksionojnë më nëse nuk jeni të gatshëm të ridizajnoni të gjithë motorin.”
Shtetet e Bashkuara dhe Evropa po përpiqen ta diversifikojnë këtë zinxhir furnizimi. Minierat e metaleve të rralla të tokës në Kaliforni, të cilat u mbyllën në fillim të shekullit të 21-të, janë rihapur së fundmi dhe aktualisht furnizojnë 15% të burimeve botërore të metaleve të rralla të tokës. Në Shtetet e Bashkuara, agjencitë qeveritare (veçanërisht Departamenti i Mbrojtjes) duhet të sigurojnë magnete të fuqishme për pajisje të tilla si aeroplanët dhe satelitët, dhe janë entuziastë për të investuar në zinxhirët e furnizimit brenda vendit dhe në rajone të tilla si Japonia dhe Evropa. Por duke marrë parasysh koston, teknologjinë e kërkuar dhe çështjet mjedisore, ky është një proces i ngadaltë që mund të zgjasë për disa vite ose edhe dekada.
Koha e postimit: 11 maj 2023