ටෙස්ලා මෝටර්ස් දුර්ලභ පෘථිවි චුම්බක අඩු කාර්ය සාධන ෆෙරයිට් සමඟ ප්‍රතිස්ථාපනය කිරීමට සලකා බලයි

සැපයුම් දාමය සහ පාරිසරික ගැටළු හේතුවෙන්, ටෙස්ලාගේ බලශක්ති දෙපාර්තමේන්තුව මෝටර් රථවලින් දුර්ලභ පෘථිවි චුම්බක ඉවත් කිරීමට වෙහෙස මහන්සි වී විකල්ප විසඳුම් සොයමින් සිටී.

ටෙස්ලා තවමත් සම්පූර්ණයෙන්ම නව චුම්බක ද්‍රව්‍යයක් නිර්මාණය කර නැත, එබැවින් එය පවතින තාක්‍ෂණය සමඟ කළ හැකිය, බොහෝ විට ලාභදායී සහ පහසුවෙන් නිෂ්පාදනය කළ හැකි ෆෙරයිට් භාවිතා කරයි.

ෆෙරයිට් චුම්බක ප්‍රවේශමෙන් ස්ථානගත කිරීමෙන් සහ මෝටර් මෝස්තරයේ අනෙකුත් අංග ගැලපීමෙන්, බොහෝ කාර්ය සාධන දර්ශකදුර්ලභ පෘථිවියධාවක මෝටර අනුකරණය කළ හැකිය. මෙම අවස්ථාවේ දී, මෝටර් රථයේ බර වැඩි වන්නේ 30% කින් පමණි, එය මෝටර් රථයේ සමස්ත බරට සාපේක්ෂව කුඩා වෙනසක් විය හැකිය.

4. නව චුම්බක ද්‍රව්‍යවලට පහත මූලික ලක්ෂණ තුනක් තිබිය යුතුය: 1) ඒවාට චුම්භකත්වය තිබිය යුතුය; 2) අනෙකුත් චුම්බක ක්ෂේත්‍ර ඉදිරියේ චුම්භකත්වය පවත්වා ගැනීම දිගටම කරගෙන යන්න; 3) අධික උෂ්ණත්වයට ඔරොත්තු දිය හැකිය.

Tencent Technology News වෙත අනුව, විද්‍යුත් වාහන නිෂ්පාදක Tesla ප්‍රකාශ කර ඇත්තේ දුර්ලභ පෘථිවි මූලද්‍රව්‍ය තවදුරටත් තම මෝටර් රථ මෝටරවල භාවිතා නොකරනු ඇති බවයි, එයින් අදහස් කරන්නේ විකල්ප විසඳුම් සෙවීමේදී Tesla හි ඉංජිනේරුවන්ට ඔවුන්ගේ නිර්මාණශීලීත්වය සම්පූර්ණයෙන්ම මුදා හැරීමට සිදුවනු ඇති බවයි.

පසුගිය මාසයේ Elon Musk විසින් Tesla Investor Day උත්සවයේදී "Master Plan හි තුන්වන කොටස" නිකුත් කරන ලදී. ඒ අතර භෞතික විද්‍යා ක්ෂේත්‍රයේ සංවේදනයක් ඇති කළ කුඩා විස්තරයක් තිබේ. Tesla's powertrain දෙපාර්තමේන්තුවේ ජ්‍යෙෂ්ඨ විධායක නිලධාරියෙකු වන Colin Campbell නිවේදනය කළේ සැපයුම් දාමයේ ගැටළු සහ දුර්ලභ පෘථිවි චුම්බක නිපදවීමේ සැලකිය යුතු සෘණාත්මක බලපෑම හේතුවෙන් තම කණ්ඩායම මෝටර් වලින් දුර්ලභ පෘථිවි චුම්බක ඉවත් කරන බවයි.

මෙම ඉලක්කය සපුරා ගැනීම සඳහා, කැම්බල් විසින් දුර්ලභ අර්ත් 1, දුර්ලභ අර්ත් 2 සහ දුර්ලභ අර්ත් 3 ලෙස දක්ෂ ලෙස ලේබල් කරන ලද අද්භූත ද්‍රව්‍ය තුනක් ඇතුළත් විනිවිදක දෙකක් ඉදිරිපත් කරන ලදී. පළමු විනිවිදකයෙන් ටෙස්ලාගේ වර්තමාන තත්ත්වය නියෝජනය කරයි, එහිදී සමාගම විසින් එක් එක් වාහනය සඳහා භාවිතා කරන දුර්ලභ පස් ප්‍රමාණය. කිලෝග්‍රෑම් භාගයක සිට ග්‍රෑම් 10 දක්වා පරාසයක පවතී. දෙවන විනිවිදකයේ, සියලුම දුර්ලභ පෘථිවි මූලද්‍රව්‍ය භාවිතය ශුන්‍යයට අඩු කර ඇත.

ඇතැම් ද්‍රව්‍යවල ඉලෙක්ට්‍රොනික චලිතයෙන් ජනනය වන ඉන්ද්‍රජාලික බලය අධ්‍යයනය කරන චුම්බක විද්‍යාඥයින් සඳහා, දුර්ලභ පෘථිවි 1 හි අනන්‍යතාවය පහසුවෙන් හඳුනාගත හැකි අතර එය නියෝඩියමියම් වේ. යකඩ සහ බෝරෝන් වැනි පොදු මූලද්‍රව්‍යවලට එකතු කළ විට, මෙම ලෝහය ශක්තිමත්, සෑම විටම චුම්බක ක්ෂේත්‍රයක් නිර්මාණය කිරීමට උපකාරී වේ. නමුත් ද්‍රව්‍ය කිහිපයකින් මෙම ගුණාංගය ඇති අතර දුර්ලභ පෘථිවි මූලද්‍රව්‍ය පවා කිලෝග්‍රෑම් 2000 ට වඩා බර ටෙස්ලා මෝටර් රථ මෙන්ම කාර්මික රොබෝවරුන්ගේ සිට ප්‍රහාරක ජෙට් දක්වා වෙනත් බොහෝ දේ ගෙන යා හැකි චුම්බක ක්ෂේත්‍ර ජනනය කරයි. ටෙස්ලා මෝටරයෙන් neodymium සහ අනෙකුත් දුර්ලභ පෘථිවි මූලද්‍රව්‍ය ඉවත් කිරීමට සැලසුම් කරන්නේ නම්, ඒ වෙනුවට එය භාවිතා කරන්නේ කුමන චුම්බකයද?

භෞතික විද්යාඥයින් සඳහා, එක් දෙයක් ස්ථිරයි: ටෙස්ලා සම්පූර්ණයෙන්ම නව චුම්බක ද්රව්යයක් නිර්මාණය කළේ නැත. NIron Magnets හි උපායමාර්ගයේ විධායක උප සභාපති ඇන්ඩි බ්ලැක්බර්න් පැවසුවේ, "වසර 100 කට වැඩි කාලයක් තුළ, අපට නව ව්‍යාපාරික චුම්බක අත්පත් කර ගැනීමට ඇති අවස්ථා කිහිපයක් පමණි." NIron Magnets යනු ඊළඟ අවස්ථාව ප්‍රයෝජනයට ගැනීමට උත්සාහ කරන ආරම්භක කිහිපයෙන් එකකි.

බ්ලැක්බර්න් සහ තවත් අය විශ්වාස කරන්නේ ටෙස්ලා වඩා අඩු බලගතු චුම්බකයක් සමඟ කටයුතු කිරීමට තීරණය කර ඇති බවයි. බොහෝ හැකියාවන් අතර, වඩාත් පැහැදිලි අපේක්ෂකයා වන්නේ ෆෙරයිට් ය: යකඩ සහ ඔක්සිජන් වලින් සමන්විත පිඟන් මැටි, ස්ට්‍රොන්ටියම් වැනි ලෝහ කුඩා ප්‍රමාණයක් සමඟ මිශ්‍ර කර ඇත. එය ලාභදායී සහ නිෂ්පාදනය කිරීමට පහසු වන අතර, 1950 ගණන්වල සිට ලොව පුරා ශීතකරණ දොරවල් මේ ආකාරයෙන් නිෂ්පාදනය කර ඇත.

නමුත් පරිමාව අනුව, ෆෙරයිට් වල චුම්භකත්වය නව ප්‍රශ්න මතු කරන නියෝඩියමියම් චුම්බක වලින් දහයෙන් එකක් පමණි. ටෙස්ලා ප්‍රධාන විධායක නිලධාරී එලොන් මස්ක් සැමවිටම සම්මුති විරහිත අයෙකු ලෙස ප්‍රසිද්ධ වී ඇත, නමුත් ටෙස්ලා ෆෙරයිට් වෙත මාරු වීමට නම්, යම් සහන ලබා දිය යුතු බව පෙනේ.

බැටරි යනු විද්‍යුත් වාහනවල බලය බව විශ්වාස කිරීම පහසුය, නමුත් ඇත්ත වශයෙන්ම විද්‍යුත් වාහන ධාවනය කරන්නේ විද්‍යුත් චුම්භක රිය පැදවීමයි. ටෙස්ලා සමාගම සහ චුම්බක ඒකකය "ටෙස්ලා" යන දෙකම එකම පුද්ගලයාගේ නමින් නම් කිරීම අහම්බයක් නොවේ. මෝටරයක දඟර හරහා ඉලෙක්ට්‍රෝන ගලා යන විට, ඒවා ප්‍රතිවිරුද්ධ චුම්බක බලය ධාවනය කරන විද්‍යුත් චුම්භක ක්ෂේත්‍රයක් ජනනය කරයි, එමඟින් මෝටරයේ පතුවළ රෝද සමඟ භ්‍රමණය වේ.

ටෙස්ලා මෝටර් රථවල පසුපස රෝද සඳහා, මෙම බලවේග ලබා දෙන්නේ ස්ථිර චුම්බක සහිත මෝටර, ස්ථායී චුම්බක ක්ෂේත්‍රයක් සහ ධාරා ආදානයක් නොමැති අමුතු ද්‍රව්‍යයක්, පරමාණු වටා ඉලෙක්ට්‍රෝන දක්ෂ ලෙස භ්‍රමණය වීම නිසා ය. ටෙස්ලා විසින් මෙම චුම්බක මෝටර් රථවලට එක් කිරීමට පටන් ගත්තේ මීට වසර පහකට පමණ පෙරය, බැටරිය වැඩි දියුණු කිරීමකින් තොරව පරාසය දිගු කිරීමට සහ ව්‍යවර්ථය වැඩි කිරීමට. මෙයට පෙර සමාගම විසින් විදුලිය පරිභෝජනය කිරීමෙන් චුම්භකත්වය ජනනය කරන විද්‍යුත් චුම්භක වටා නිෂ්පාදනය කරන ලද ප්‍රේරක මෝටර භාවිතා කරන ලදී. ඉදිරිපස මෝටරවලින් සමන්විත එම මාදිලි තවමත් මෙම මාදිලිය භාවිතා කරයි.

දුර්ලභ පෘථිවි සහ චුම්බක අත්හැරීමට ටෙස්ලාගේ පියවර ටිකක් අමුතුයි. මෝටර් රථ සමාගම් බොහෝ විට කාර්යක්ෂමතාවයෙන් උමතු වී ඇත, විශේෂයෙන් විදුළි වාහන සම්බන්ධයෙන්, ඔවුන් තවමත් රියදුරන් පරාසය පිළිබඳ බියෙන් මිදීමට උත්සාහ කරයි. නමුත් මෝටර් රථ නිෂ්පාදකයින් විද්‍යුත් වාහන නිෂ්පාදන පරිමාණය පුළුල් කිරීමට පටන් ගන්නා විට, කලින් අකාර්යක්ෂම යැයි සැලකූ බොහෝ ව්‍යාපෘති නැවත මතුවෙමින් තිබේ.

මෙය ලිතියම් යකඩ පොස්පේට් (LFP) බැටරි භාවිතයෙන් තවත් මෝටර් රථ නිෂ්පාදනය කිරීමට ටෙස්ලා ඇතුළු මෝටර් රථ නිෂ්පාදකයින් පොළඹවා ඇත. කෝබෝල්ට් සහ නිකල් වැනි මූලද්‍රව්‍ය අඩංගු බැටරි සමඟ සසඳන විට, මෙම මාදිලි බොහෝ විට කෙටි පරාසයක් ඇත. මෙය වැඩි බරක් සහ අඩු ගබඩා ධාරිතාවක් සහිත පැරණි තාක්ෂණයකි. දැනට, අඩු වේගයකින් බලයෙන් ක්‍රියාත්මක වන Model 3 ට සැතපුම් 272 (ආසන්න වශයෙන් කිලෝමීටර් 438) පරාසයක් ඇති අතර, වඩාත් දියුණු බැටරි වලින් සමන්විත දුරස්ථ මාදිලියේ S හට සැතපුම් 400 (කිලෝමීටර් 640) දක්වා ළඟා විය හැකිය. කෙසේ වෙතත්, ලිතියම් යකඩ පොස්පේට් බැටරි භාවිතය වඩාත් සංවේදී ව්‍යාපාරික තේරීමක් විය හැකිය, මන්ද එය වඩා මිල අධික හා දේශපාලනික වශයෙන් අවදානම් ද්‍රව්‍ය භාවිතා කිරීම වළක්වයි.

කෙසේ වෙතත්, ටෙස්ලා වෙනත් කිසිදු වෙනසක් නොකර, ෆෙරයිට් වැනි නරක දෙයක් සමඟ චුම්බක වෙනුවට ආදේශ කිරීමට අපහසුය. උප්සලා විශ්ව විද්‍යාලයේ භෞතික විද්‍යාඥ ඇලයිනා විෂ්නා පැවසුවේ, “ඔබ ඔබේ මෝටර් රථයේ විශාල චුම්බකයක් රැගෙන යනු ඇත. වාසනාවකට මෙන්, විදුලි මෝටර යනු දුර්වල චුම්බක භාවිතා කිරීමේ බලපෑම අවම කිරීම සඳහා න්‍යායාත්මකව නැවත සකස් කළ හැකි වෙනත් බොහෝ සංරචක සහිත තරමක් සංකීර්ණ යන්ත්‍ර වේ.

පරිගණක ආකෘතිවලදී, ද්‍රව්‍ය සමාගමක් වන Proterial මෑතකදී තීරණය කළේ ෆෙරයිට් චුම්බක ප්‍රවේශමෙන් ස්ථානගත කිරීමෙන් සහ මෝටර් මෝස්තරයේ අනෙකුත් අංග ගැලපීමෙන් දුර්ලභ අර්ත් ඩ්‍රයිව් මෝටරවල බොහෝ කාර්ය සාධන දර්ශක අනුකරණය කළ හැකි බවයි. මෙම අවස්ථාවේ දී, මෝටර් රථයේ බර වැඩි වන්නේ 30% කින් පමණි, එය මෝටර් රථයේ සමස්ත බරට සාපේක්ෂව කුඩා වෙනසක් විය හැකිය.

මෙම හිසරදය තිබියදීත්, මෝටර් රථ සමාගම්වලට තවමත් දුර්ලභ පෘථිවි මූලද්රව්ය අත්හැරීමට බොහෝ හේතු තිබේ. සමස්ත දුර්ලභ පෘථිවි වෙළඳපොලේ වටිනාකම එක්සත් ජනපදයේ බිත්තර වෙළඳපොලේ වටිනාකමට සමාන වන අතර, න්‍යායාත්මකව, දුර්ලභ පෘථිවි මූලද්‍රව්‍ය ලොව පුරා පතල් කැණීම, සැකසීම සහ චුම්බක බවට පරිවර්තනය කළ හැකිය, නමුත් ඇත්ත වශයෙන්ම, මෙම ක්‍රියාවලීන් බොහෝ අභියෝග ඉදිරිපත් කරයි.

ඛනිජ විශ්ලේෂක සහ ජනප්‍රිය දුර්ලභ පෘථිවි නිරීක්ෂණ බ්ලොග්කරුවෙකු වන තෝමස් ක්‍රූමර් පැවසුවේ, “මෙය ඩොලර් බිලියන 10 ක කර්මාන්තයක්, නමුත් සෑම වසරකම නිර්මාණය කරන නිෂ්පාදනවල වටිනාකම ඩොලර් ට්‍රිලියන 2 සිට ඩොලර් ට්‍රිලියන 3 දක්වා පරාසයක පවතී, එය විශාල ලීවරයක් වේ. වාහන වලටත් එහෙමයි. ඒවායේ අඩංගු වන්නේ මෙම ද්‍රව්‍යයේ කිලෝග්‍රෑම් කිහිපයක් පමණක් වුවද, ඒවා ඉවත් කිරීමෙන් අදහස් වන්නේ ඔබ සම්පූර්ණ එන්ජිම ප්‍රතිනිර්මාණය කිරීමට කැමති නම් මිස මෝටර් රථ තවදුරටත් ධාවනය කළ නොහැකි බවයි.

එක්සත් ජනපදය සහ යුරෝපය මෙම සැපයුම් දාමය විවිධාංගීකරණය කිරීමට උත්සාහ කරයි. 21 වැනි සියවසේ මුල් භාගයේදී වසා දැමුණු කැලිෆෝනියාවේ දුර්ලභ පාංශු පතල් මෑතකදී නැවත විවෘත කර ඇති අතර දැනට ලෝකයේ දුර්ලභ පෘථිවි සම්පත්වලින් 15% ක් සපයයි. එක්සත් ජනපදයේ, රාජ්‍ය ආයතන (විශේෂයෙන් ආරක්ෂක දෙපාර්තමේන්තුව) ගුවන් යානා සහ චන්ද්‍රිකා වැනි උපකරණ සඳහා ප්‍රබල චුම්බක සැපයීමට අවශ්‍ය වන අතර, ඔවුන් දේශීය වශයෙන් සහ ජපානය සහ යුරෝපය වැනි කලාපවල සැපයුම් දාමවල ආයෝජනය කිරීමට උනන්දු වෙති. නමුත් පිරිවැය, අවශ්‍ය තාක්‍ෂණය සහ පාරිසරික ගැටළු සලකා බලන විට මෙය වසර කිහිපයක් හෝ දශක ගණනාවක් පැවතිය හැකි මන්දගාමී ක්‍රියාවලියකි.