211service.com
Ķīnas retzemju monopols
Trīs nedēļas Ķīna ir bloķējusi retzemju minerālu sūtījumus uz Japānu, un tas ir veicinājis centienus pārtraukt Pekinas kontroli pār šiem minerāliem. Ķīna tagad ražo gandrīz visu pasaulē pieejamo retzemju metālu daudzumu, kas ir ļoti svarīgi daudzām tehnoloģijām, tostarp cietajiem diskiem, saules paneļiem un hibrīdautomobiļu motoriem.
Pievilcīgs materiāls: Neodīms (parādīts šeit) ir viens no retzemju elementiem, kas ir galvenais, lai izgatavotu ļoti spēcīgus magnētus kompaktiem elektromotoriem.
Reaģējot uz Ķīnas dominējošo stāvokli ražošanā, pētnieki izstrādā jaunus materiālus, kas varētu aizstāt retzemju minerālus vai samazināt vajadzību pēc tiem. Taču materiālu un tehnoloģiju izstrādei, visticamāk, būs vajadzīgi gadi, un esošās alternatīvas nāk ar kompromisiem.
Ķīna acīmredzot bloķēja Japānas sūtījumus, reaģējot uz teritoriālo strīdu Dienvidķīnas jūrā. Pekina ir noliegusi embargo, tomēr piegādes trūkums drīzumā var traucēt ražošanu Japānā, otrdien žurnālistiem sacīja tirdzniecības un rūpniecības ministrs Akihiro Ohata.
Retzemju metāli ietver 17 elementus, piemēram, terbiju, ko izmanto, lai izgatavotu zaļo fosforu plakanā ekrāna televizoriem, lāzeriem un augstas efektivitātes dienasgaismas spuldzēm. Vēl viens no šiem elementiem, neodīms, ir galvenais pastāvīgajiem magnētiem, ko izmanto augstas efektivitātes elektromotoru izgatavošanai. Lai gan vairāk nekā 90% minerālu tiek ražoti Ķīnā, tie ir atrodami daudzās vietās visā pasaulē, un, neskatoties uz to nosaukumu, zemes garozā to ir ļoti daudz (nosaukums ir aizņēmums no 19. gadsimta konvencija). Pēdējos gados Ķīnas zemo izmaksu ražošanas un vides apsvērumu dēļ piegādātāji ārpus Ķīnas ir pārtraukuši darbību.
Dažām tehnoloģijām pastāv alternatīvas retzemju metāliem. Viens piemērs ir indukcijas motors, ko izmanto Tesla Motors savā pilnībā elektriskajā rodsterā. Tas izmanto elektromagnētus, nevis pastāvīgos retzemju magnētus. Taču šādi motori ir lielāki un smagāki nekā tie, kuros izmanto retzemju magnētus. Parasti mazos un vidējos motoros elektromagnētisko spoli var aizstāt ar retzemju pastāvīgo magnētu, kura izmērs ir tikai 10%, kas ir palīdzējis padarīt pastāvīgo magnētu motorus par vēlamo iespēju Toyota un citiem hibrīdiem. transportlīdzekļu ražotāji. Teslas gadījumā asinhronā dzinēja tehnoloģija bija kompromisa vērta, nodrošinot automašīnai lielāku maksimālo jaudu vairākos apstākļos, kas ir galvenā prioritāte transportlīdzeklim, kas spēj paātrināties no nulles līdz 60 jūdzēm stundā 3,7 sekundēs. Retzemju pastāvīgo magnētu izmaksu nepastāvība radīja bažas, saka JB Straubels, Tesla galvenais tehnoloģiju speciālists. Mēs nevarējām paredzēt ģeopolitisko spriedzi.
Arvien vairāk ražotāju seko Tesla norādījumiem, lai izvairītos no retzemju materiāliem, lai gan šis solis nozīmē vietas upurēšanu un transportlīdzekļu svara palielināšanu. Nedēļu pēc Ķīnas putekļu savākšanas sākuma pētnieku grupa Japānā paziņoja, ka tā bija izgatavojis hibrīda transportlīdzekļa motoru bez retzemju materiāliem, un Hitachi ir paziņoja par līdzīgiem centieniem . BMW Mini E elektriskajā transportlīdzeklī tiek izmantoti indukcijas motori, un Tesla piegādā savus piedziņas vilcienus Toyota topošajam elektriskajam RAV 4. Ņemot vērā retzemju izejvielu nepastāvību un priekšrocības, ko asinhronie motori piedāvā augstas veiktspējas lietojumos, automašīnu uzņēmumiem ir lietderīgi nopietni pārdomājiet asinhrono motoru izmantošanu, saka Volijs Ripels, AC Propulsion vecākais zinātnieks. Ripels iepriekš strādāja pie asinhrono dzinēju projektēšanas Tesla un GM, kur viņš palīdzēja izstrādāt vērtīgo EV1.
Automašīnu ražotājiem pētot alternatīvus motorus, pētnieki ASV un citur arī cenšas izstrādāt retzemju materiālu aizstājējus, un tiek virzīti politiskie centieni, lai palielinātu retzemju metālu piegādi no ārpus Ķīnas.
ASV Ķīnas dominējošais stāvoklis retzemju minerālu ražošanā ir izraisījis finansējuma pieaugumu, kas vērsts uz pastāvīgo magnētu izstrādi, kas izmanto mazāk, ja tādi ir, retzemju materiālu, piemēram, gandrīz 7 miljonus ASV dolāru no Enerģētikas progresīvās pētniecības projektu aģentūras ( ARPA-E). Vienā no šiem projektiem Nebraskas Universitātes pētnieki strādā lai uzlabotu pastāvīgos magnētus, kas izgatavoti no dzelzs un kobalta sakausējuma vai FeCo. Šīs klases materiāli tiek pārdoti mūsdienās, taču tie nodrošina pusi vai mazāk no labāko retzemju magnētu jaudas. Nebraskas pētnieki koncentrēsies uz veidiem, kā šo sakausējumu strukturālo matricu pievienot ar citu elementu pēdām, tādējādi pārkārtojot to molekulāro ģeometriju, lai izveidotu spēcīgākus, izturīgākus pastāvīgos magnētiskos materiālus.
Strādājot kopā ar Nebraskas pētniekiem tajā pašā ARPA-E programmā, Delavēras universitātes pētnieki attīsta nanokompozītus, kas izmanto daudz mazāk vērtīgo retzemju materiālu, taču teorētiski ir pierādīts, ka tie rada divreiz spēcīgāku magnētisko spēku nekā mūsdienu labākie. pastāvīgie magnēti. Laboratorijā tiek sajauktas retzemju magnētisko materiālu daļiņas, kuru izmērs ir tikai 20 līdz 30 nanometri, ar neretzemju komplementu (alvas kobaltu). Iepriekšējie centieni izgatavot šo materiālu nav spējuši precīzi izlīdzināt nanodaļiņas, būtiski samazinot to magnētisko veiktspēju. Tā vietā, lai sajauktu materiālu, piemēram, jauktu mīklu, komanda izstrādā procesu, lai kontrolētu daļiņu izlīdzināšanu, saliekot tās parastos masīvos.
GE Global Research atrodas Niskajunā, Ņujorkā dzenoties nanokompozītmateriāli, kas līdzīgi tiem, kas tiek izstrādāti Delavērā, arī ar ARPA-E finansējumu. Izmantojot uzņēmumā izstrādātas metodes, projekta mērķis ir veidot jaunu materiālu izmantojot nanopulveru izlīdzināšanu. Šie materiāli pēc būtības ir nestabili, tāpēc to montāžas kontrole ir nanomēroga ražošanas procesu robeža, saka Luana Iorio, GE Augstas temperatūras sakausējumu un apstrādes laboratorijas vadītāja, kas vada pētījumu. GE lēš, ka tā nanokompozītmateriāli varētu nodrošināt par 35 procentiem lielāku magnētisko spēku nekā mūsdienu labākie pastāvīgie magnēti, vienlaikus izmantojot 40 procentus retzemju metālu pēc tilpuma. Divu gadu laikā, cer Iorio, projektā izdosies izveidot jaunā materiāla paraugus dažu centimetru diametrā.
Tomēr, tā kā var paiet gadi, līdz šie centieni nesīs augļus, tuvākajā laikā uzmanību piesaista neķīniešu minerālu avotu medības. Kalifornijā uzņēmums Molycorp Minerals vēlas no jauna atvērt retzemju raktuves, kas tika slēgtas 2002. gadā, ņemot vērā zemās cenas un vides problēmas. Pēdējo nedēļu laikā ASV Pārstāvju palātā un Senātā ir iesniegti rēķini, kuru mērķis ir atjaunot retzemju piegādes ķēdi ASV, tostarp ieguvi, rafinēšanu un ražošanu. Trešais parlamenta likumprojekts ir šaurāks, koncentrējoties uz aizdevumu garantiju piedāvāšanu, lai atsāktu ieguvi.