Bốn hướng ứng dụng chính của các nguyên tố đất hiếm trong phương tiện năng lượng mới

Trong những năm gần đây, cụm từ “nguyên tố đất hiếm“, “phương tiện năng lượng mới”, “phát triển tích hợp” ngày càng xuất hiện thường xuyên trên các phương tiện truyền thông.Tại sao?Điều này chủ yếu là do đất nước ngày càng chú ý đến việc phát triển các ngành công nghiệp bảo vệ môi trường và tiết kiệm năng lượng cũng như tiềm năng to lớn cho việc tích hợp và phát triển các nguyên tố đất hiếm trong lĩnh vực phương tiện sử dụng năng lượng mới.Bốn hướng ứng dụng chính của các nguyên tố đất hiếm trong phương tiện năng lượng mới là gì?

△ Động cơ nam châm vĩnh cửu đất hiếm

I

Động cơ nam châm vĩnh cửu đất hiếm

Động cơ nam châm vĩnh cửu đất hiếm là một loại động cơ nam châm vĩnh cửu mới xuất hiện vào đầu những năm 1970.Nguyên lý làm việc của nó giống như nguyên lý làm việc của động cơ đồng bộ kích thích bằng điện, ngoại trừ việc động cơ đồng bộ sử dụng nam châm vĩnh cửu để thay thế cuộn dây kích thích để kích thích.So với động cơ kích thích điện truyền thống, động cơ nam châm vĩnh cửu đất hiếm có những ưu điểm đáng kể như cấu trúc đơn giản, vận hành đáng tin cậy, kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ, tổn thất thấp và hiệu suất cao.Hơn nữa, hình dạng và kích thước của động cơ có thể được thiết kế linh hoạt, khiến nó được đánh giá cao trong lĩnh vực phương tiện sử dụng năng lượng mới.Động cơ nam châm vĩnh cửu đất hiếm trong ô tô chủ yếu chuyển đổi năng lượng điện của pin điện thành năng lượng cơ học, làm cho bánh đà của động cơ quay và khởi động động cơ.
II

Pin năng lượng đất hiếm

Các nguyên tố đất hiếm không chỉ có thể tham gia vào việc chế tạo vật liệu điện cực phổ biến hiện nay cho pin lithium mà còn đóng vai trò là nguyên liệu thô để chế tạo các điện cực dương cho pin axit chì hoặc pin hydrua kim loại Niken.

Pin lithium: Do bổ sung các nguyên tố đất hiếm, độ ổn định cấu trúc của vật liệu được đảm bảo rất nhiều và các kênh ba chiều để di chuyển ion lithium hoạt động cũng được mở rộng ở một mức độ nhất định.Điều này cho phép pin lithium-ion đã được chuẩn bị có độ ổn định sạc cao hơn, khả năng đảo ngược chu trình điện hóa và tuổi thọ dài hơn.

Pin axit chì: nghiên cứu trong nước cho thấy việc bổ sung đất hiếm có lợi cho việc cải thiện độ bền kéo, độ cứng, khả năng chống ăn mòn và tiến hóa oxy. Khả năng vượt trội của hợp kim chì của tấm điện cực.Việc bổ sung đất hiếm vào thành phần hoạt động có thể làm giảm sự giải phóng oxy dương, cải thiện tỷ lệ sử dụng vật liệu hoạt động tích cực và do đó cải thiện hiệu suất và tuổi thọ của pin.

Pin hydrua kim loại niken: Pin hydrua kim loại niken có ưu điểm là dung lượng riêng cao, dòng điện cao, hiệu suất xả sạc tốt và không gây ô nhiễm nên được gọi là “pin xanh” và được sử dụng rộng rãi trong ô tô, điện tử và các lĩnh vực khác.Để duy trì đặc tính phóng điện tốc độ cao tuyệt vời của pin hydrua kim loại Niken đồng thời hạn chế sự suy giảm tuổi thọ của pin, bằng sáng chế JP2004127549 của Nhật Bản giới thiệu rằng cực âm của pin có thể được cấu tạo từ hợp kim lưu trữ hydro gốc magie niken đất hiếm.

△ Xe năng lượng mới

III

Chất xúc tác trong bộ chuyển đổi xúc tác bậc ba

Như đã biết, không phải tất cả các phương tiện sử dụng năng lượng mới đều có thể đạt được lượng khí thải bằng 0, chẳng hạn như xe điện hybrid và xe điện có thể lập trình, vốn thải ra một lượng chất độc hại nhất định trong quá trình sử dụng.Để giảm lượng khí thải từ ô tô, một số phương tiện buộc phải lắp bộ chuyển đổi xúc tác ba chiều khi rời nhà máy.Khi khí thải ô tô nhiệt độ cao đi qua, bộ chuyển đổi xúc tác ba chiều sẽ tăng cường hoạt động của CO, HC và NOx trong Đi qua chất làm sạch tích hợp, để chúng có thể hoàn thành quá trình oxi hóa khử và tạo ra các loại khí vô hại, có lợi cho tới việc bảo vệ môi trường.

Thành phần chính của chất xúc tác bậc ba là các nguyên tố đất hiếm, đóng vai trò chính trong việc lưu trữ nguyên liệu, thay thế một số chất xúc tác chính và đóng vai trò là chất trợ xúc tác.Đất hiếm được sử dụng trong chất xúc tác lọc khí đuôi chủ yếu là hỗn hợp oxit xeri, oxit praseodymium và oxit Lanthanum, rất giàu khoáng chất đất hiếm ở Trung Quốc.

 
IV

Vật liệu gốm trong cảm biến oxy

Các nguyên tố đất hiếm có chức năng lưu trữ oxy độc đáo do cấu trúc điện tử độc đáo của chúng và thường được sử dụng để chế tạo vật liệu gốm cho cảm biến oxy trong hệ thống phun nhiên liệu điện tử, mang lại hiệu suất xúc tác tốt hơn.Hệ thống phun nhiên liệu điện tử là một thiết bị phun nhiên liệu tiên tiến được áp dụng cho động cơ xăng không có bộ chế hòa khí, chủ yếu bao gồm ba bộ phận chính: hệ thống không khí, hệ thống nhiên liệu và hệ thống điều khiển.

Ngoài ra, các nguyên tố đất hiếm còn có nhiều ứng dụng trong các bộ phận như bánh răng, lốp xe và thép thân xe.Có thể nói, đất hiếm là nguyên tố thiết yếu trong lĩnh vực phương tiện sử dụng năng lượng mới.