მიწოდების ჯაჭვთან და გარემოსთან დაკავშირებული პრობლემების გამო, Tesla-ს ძრავების განყოფილება ინტენსიურად მუშაობს ძრავებიდან იშვიათმიწა მაგნიტების მოსაშორებლად და ალტერნატიულ გადაწყვეტილებებს ეძებს.
ტესლამ ჯერ არ გამოიგონა სრულიად ახალი მაგნიტური მასალა, ამიტომ შესაძლოა, არსებული ტექნოლოგიებით ისარგებლოს და, სავარაუდოდ, იაფი და ადვილად დასამზადებელი ფერიტი გამოიყენოს.
ფერიტის მაგნიტების ფრთხილად განლაგებით და ძრავის დიზაინის სხვა ასპექტების რეგულირებით, მრავალი შესრულების ინდიკატორიიშვიათმიწაშესაძლებელია წამყვანი ძრავების კოპირება. ამ შემთხვევაში, ძრავის წონა მხოლოდ დაახლოებით 30%-ით იზრდება, რაც შესაძლოა მცირე განსხვავება იყოს მანქანის საერთო წონასთან შედარებით.
4. ახალ მაგნიტურ მასალებს უნდა ჰქონდეთ შემდეგი სამი ძირითადი მახასიათებელი: 1) მათ უნდა ჰქონდეთ მაგნეტიზმი; 2) სხვა მაგნიტური ველების არსებობისას მაგნეტიზმის შენარჩუნება; 3) მაღალი ტემპერატურისადმი გამძლეობა.
Tencent Technology News-ის ცნობით, ელექტრომობილების მწარმოებელმა კომპანია Tesla-მ განაცხადა, რომ მისი ავტომობილების ძრავებში იშვიათმიწა ელემენტები აღარ იქნება გამოყენებული, რაც იმას ნიშნავს, რომ Tesla-ს ინჟინრებს ალტერნატიული გადაწყვეტილებების მოსაძებნად თავიანთი კრეატიულობის სრულად გამოვლენა მოუწევთ.
გასულ თვეში, ილონ მასკმა Tesla Investor Day-ის ღონისძიებაზე „გენერალური გეგმის მესამე ნაწილი“ გამოაქვეყნა. მათ შორის არის პატარა დეტალი, რომელმაც ფიზიკის სფეროში სენსაცია გამოიწვია. კოლინ კემპბელმა, Tesla-ს ძრავების განყოფილების უფროსმა აღმასრულებელმა დირექტორმა, განაცხადა, რომ მისი გუნდი ძრავებიდან იშვიათმიწა მაგნიტებს ამოიღებს მიწოდების ჯაჭვთან დაკავშირებული პრობლემებისა და იშვიათმიწა მაგნიტების წარმოების მნიშვნელოვანი უარყოფითი ზემოქმედების გამო.
ამ მიზნის მისაღწევად, კემპბელმა წარმოადგინა ორი სლაიდი, რომელიც სამ იდუმალ მასალას მოიცავდა, რომლებიც ჭკვიანურად იყო მონიშნული, როგორც იშვიათმიწა ელემენტები 1, იშვიათმიწა ელემენტები 2 და იშვიათმიწა ელემენტები 3. პირველი სლაიდი წარმოადგენს Tesla-ს ამჟამინდელ მდგომარეობას, სადაც კომპანიის მიერ თითოეულ ავტომობილში გამოყენებული იშვიათმიწა ელემენტების რაოდენობა ნახევარი კილოგრამიდან 10 გრამამდე მერყეობს. მეორე სლაიდზე ყველა იშვიათმიწა ელემენტის გამოყენება ნულამდეა შემცირებული.
მაგნიტოლოგებისთვის, რომლებიც სწავლობენ გარკვეულ მასალებში ელექტრონული მოძრაობით წარმოქმნილ მაგიურ ძალას, იშვიათმიწა ელემენტების, ნეოდიმიის, იდენტობის ამოცნობა ადვილად შესაძლებელია. როდესაც ეს ლითონი ისეთ საერთო ელემენტებს ემატება, როგორიცაა რკინა და ბორი, შეუძლია შექმნას ძლიერი, მუდმივად ჩართული მაგნიტური ველი. თუმცა, ცოტა მასალას აქვს ეს თვისება და კიდევ უფრო ნაკლები იშვიათმიწა ელემენტები წარმოქმნიან მაგნიტურ ველებს, რომლებსაც შეუძლიათ 2000 კილოგრამზე მეტი წონის Tesla-ს მანქანების, ასევე მრავალი სხვა ნივთის, სამრეწველო რობოტებიდან დაწყებული გამანადგურებლებით დამთავრებული, გადაადგილება. თუ Tesla გეგმავს ნეოდიმისა და სხვა იშვიათმიწა ელემენტების ძრავიდან ამოღებას, რომელ მაგნიტს გამოიყენებს ის ამის ნაცვლად?
ფიზიკოსებისთვის ერთი რამ ცხადია: ტესლამ არ გამოიგონა მაგნიტური მასალის სრულიად ახალი ტიპი. ენდი ბლექბერნმა, NIron Magnets-ის სტრატეგიის აღმასრულებელმა ვიცე-პრეზიდენტმა, განაცხადა: „100 წელზე მეტი ხნის განმავლობაში, შესაძლოა, მხოლოდ რამდენიმე შესაძლებლობა გვქონდეს ახალი ბიზნეს მაგნიტების შესაძენად“. NIron Magnets ერთ-ერთია იმ მცირერიცხოვან სტარტაპებს შორის, რომლებიც ცდილობენ შემდეგი შესაძლებლობის გამოყენებას.
ბლექბერნი და სხვები თვლიან, რომ უფრო სავარაუდოა, რომ ტესლამ გადაწყვიტა გაცილებით ნაკლებად მძლავრი მაგნიტით შეეგუა. მრავალ შესაძლებლობას შორის ყველაზე აშკარა კანდიდატია ფერიტი: კერამიკა, რომელიც შედგება რკინისა და ჟანგბადისგან, შერეული მცირე რაოდენობით ლითონის, მაგალითად, სტრონციუმთან. ის როგორც იაფი, ასევე მარტივი დასამზადებელია და 1950-იანი წლებიდან მოყოლებული, მთელ მსოფლიოში მაცივრების კარები ამ გზით იწარმოება.
თუმცა, მოცულობის თვალსაზრისით, ფერიტის მაგნეტიზმი ნეოდიმიუმის მაგნიტების მაგნეტიზმის მხოლოდ ერთი მეათედია, რაც ახალ კითხვებს ბადებს. Tesla-ს აღმასრულებელი დირექტორი ილონ მასკი ყოველთვის ცნობილი იყო თავისი შეურიგებლობით, მაგრამ თუ Tesla ფერიტზე გადასვლას აპირებს, როგორც ჩანს, გარკვეული დათმობების გაკეთებაა საჭირო.
ადვილი დასაჯერებელია, რომ ელექტრომობილების ენერგია აკუმულატორებია, მაგრამ სინამდვილეში, ელექტრომობილებს ელექტრომაგნიტური მართვა ამოძრავებს. შემთხვევითი არ არის, რომ როგორც Tesla Company-ს, ასევე მაგნიტურ ბლოკ „Tesla“-ს ერთი და იგივე ადამიანის სახელი ჰქვია. როდესაც ელექტრონები ძრავის ხვეულებში გადიან, ისინი წარმოქმნიან ელექტრომაგნიტურ ველს, რომელიც საპირისპირო მაგნიტურ ძალას იწვევს, რაც ძრავის ლილვის ბორბლებთან ერთად ბრუნვას იწვევს.
Tesla-ს ავტომობილების უკანა ბორბლებისთვის ეს ძალები უზრუნველყოფილია მუდმივი მაგნიტების მქონე ძრავებით, უცნაური მასალით, რომელსაც აქვს სტაბილური მაგნიტური ველი და დენის შეყვანის გარეშე, რაც ატომების გარშემო ელექტრონების ჭკვიანური ბრუნვის წყალობითაა განპირობებული. Tesla-მ ამ მაგნიტების დამატება მანქანებში დაახლოებით ხუთი წლის წინ დაიწყო, რათა გაეზარდა დიაპაზონი და გაზრდილიყო ბრუნვის მომენტი აკუმულატორის განახლების გარეშე. მანამდე კომპანია იყენებდა ელექტრომაგნიტების გარშემო დამზადებულ ინდუქციურ ძრავებს, რომლებიც ელექტროენერგიის მოხმარებით წარმოქმნიან მაგნეტიზმს. წინა ძრავებით აღჭურვილი მოდელები დღემდე იყენებენ ამ რეჟიმს.
Tesla-ს მიერ იშვიათი მიწებისა და მაგნიტების გამოყენების მიტოვების ნაბიჯი ცოტა უცნაურად გამოიყურება. ავტომწარმოებლები ხშირად შეპყრობილნი არიან ეფექტურობით, განსაკუთრებით ელექტრომობილების შემთხვევაში, სადაც ისინი ჯერ კიდევ ცდილობენ მძღოლების დარწმუნებას, გადალახონ დიაპაზონის შიში. თუმცა, რადგან ავტომწარმოებლები ელექტრომობილების წარმოების მასშტაბის გაფართოებას იწყებენ, ბევრი პროექტი, რომელიც ადრე ძალიან არაეფექტურად ითვლებოდა, ხელახლა ჩნდება.
ამან ავტომწარმოებლები, მათ შორის Tesla, აიძულა, უფრო მეტი ავტომობილი ეწარმოებინათ ლითიუმ-რკინის ფოსფატის (LFP) აკუმულატორების გამოყენებით. კობალტისა და ნიკელის შემცველ ელემენტებთან შედარებით, ამ მოდელებს ხშირად უფრო მოკლე დიაპაზონი აქვთ. ეს არის ძველი ტექნოლოგია, უფრო დიდი წონით და უფრო დაბალი შენახვის ტევადობით. ამჟამად, დაბალი სიჩქარის ენერგიით მომუშავე Model 3-ს აქვს 272 მილის (დაახლოებით 438 კილომეტრის) დიაპაზონი, ხოლო უფრო მოწინავე აკუმულატორებით აღჭურვილ Model S-ს შეუძლია 400 მილის (640 კილომეტრის) მიღწევა. თუმცა, ლითიუმ-რკინის ფოსფატის აკუმულატორის გამოყენება შეიძლება უფრო გონივრული ბიზნეს არჩევანი იყოს, რადგან ის თავიდან აიცილებს უფრო ძვირი და პოლიტიკურად სარისკო მასალების გამოყენებას.
თუმცა, ნაკლებად სავარაუდოა, რომ Tesla უბრალოდ ჩაანაცვლებს მაგნიტებს უფრო უარესი რამით, მაგალითად ფერიტით, სხვა ცვლილებების გარეშე. უფსალას უნივერსიტეტის ფიზიკოსმა ალაინა ვიშნამ თქვა: „თქვენს მანქანაში უზარმაზარ მაგნიტს ატარებთ. საბედნიეროდ, ელექტროძრავები საკმაოდ რთული მანქანებია მრავალი სხვა კომპონენტით, რომელთა გადალაგება თეორიულად შესაძლებელია სუსტი მაგნიტების გამოყენების ზემოქმედების შესამცირებლად“.
კომპიუტერულ მოდელებში, მასალების მწარმოებელმა კომპანია Proterial-მა ცოტა ხნის წინ დაადგინა, რომ იშვიათმიწა ლითონის ძრავების მრავალი მაჩვენებლის რეპლიკაცია შესაძლებელია ფერიტის მაგნიტების ფრთხილად განლაგებით და ძრავის დიზაინის სხვა ასპექტების რეგულირებით. ამ შემთხვევაში, ძრავის წონა მხოლოდ დაახლოებით 30%-ით იზრდება, რაც შეიძლება მცირე განსხვავება იყოს მანქანის საერთო წონასთან შედარებით.
ამ თავის ტკივილის მიუხედავად, საავტომობილო კომპანიებს ჯერ კიდევ ბევრი მიზეზი აქვთ, რომ უარი თქვან იშვიათმიწა ელემენტების გამოყენებაზე, იმ პირობით, რომ მათ ამის გაკეთება შეუძლიათ. იშვიათმიწა ელემენტების მთლიანი ბაზრის ღირებულება მსგავსია ამერიკის შეერთებულ შტატებში კვერცხის ბაზრის ღირებულებისა და თეორიულად, იშვიათმიწა ელემენტების მოპოვება, დამუშავება და მაგნიტებად გარდაქმნა შესაძლებელია მთელ მსოფლიოში, მაგრამ სინამდვილეში, ეს პროცესები ბევრ გამოწვევას წარმოადგენს.
მინერალების ანალიტიკოსმა და იშვიათმიწა მიწების დაკვირვების პოპულარულმა ბლოგერმა თომას კრუმერმა თქვა: „ეს 10 მილიარდი დოლარის ინდუსტრიაა, მაგრამ ყოველწლიურად შექმნილი პროდუქციის ღირებულება 2 ტრილიონიდან 3 ტრილიონ დოლარამდე მერყეობს, რაც უზარმაზარი ბერკეტია. იგივე ეხება მანქანებსაც. მაშინაც კი, თუ ისინი ამ ნივთიერების მხოლოდ რამდენიმე კილოგრამს შეიცავენ, მათი ამოღება ნიშნავს, რომ მანქანები ვეღარ იმოძრავებენ, თუ არ გსურთ მთელი ძრავის ხელახლა დაპროექტება“.
ამერიკის შეერთებული შტატები და ევროპა ცდილობენ ამ მიწოდების ჯაჭვის დივერსიფიკაციას. კალიფორნიის იშვიათმიწა მინერალების მაღაროები, რომლებიც XXI საუკუნის დასაწყისში დაიხურა, ახლახანს ხელახლა გაიხსნა და ამჟამად მსოფლიოს იშვიათმიწა მინერალების რესურსების 15%-ს ამარაგებს. ამერიკის შეერთებულ შტატებში სამთავრობო უწყებებს (განსაკუთრებით თავდაცვის დეპარტამენტს) სჭირდებათ ისეთი აღჭურვილობისთვის, როგორიცაა თვითმფრინავები და თანამგზავრები, მძლავრი მაგნიტების მიწოდება და ისინი ენთუზიაზმით არიან განწყობილნი მიწოდების ჯაჭვებში ინვესტიციების ჩადების მიმართ, როგორც ქვეყნის შიგნით, ასევე ისეთ რეგიონებში, როგორიცაა იაპონია და ევროპა. თუმცა, ხარჯების, საჭირო ტექნოლოგიებისა და გარემოსდაცვითი საკითხების გათვალისწინებით, ეს ნელი პროცესია, რომელიც შეიძლება რამდენიმე წელი ან თუნდაც ათწლეულები გაგრძელდეს.
გამოქვეყნების დრო: 2023 წლის 11 მაისი