أربعة اتجاهات تطبيق رئيسية للعناصر الأرضية النادرة في مركبات الطاقة الجديدة

في السنوات الأخيرة، انتشرت عبارة "العناصر الأرضية النادرةلقد ظهرت "مركبات الطاقة الجديدة" و"التنمية المتكاملة" بشكل متزايد في وسائل الإعلام. لماذا؟ ويرجع ذلك أساسًا إلى الاهتمام المتزايد الذي توليه البلاد لتطوير حماية البيئة والصناعات الموفرة للطاقة، والإمكانات الهائلة لدمج وتطوير العناصر الأرضية النادرة في مجال مركبات الطاقة الجديدة. ما هي اتجاهات التطبيق الأربعة الرئيسية للعناصر الأرضية النادرة في مركبات الطاقة الجديدة؟

△ محرك مغناطيسي دائم للأتربة النادرة

I

محرك مغناطيسي دائم للأرض النادرة

محرك المغناطيس الدائم الأرضي النادر هو نوع جديد من محركات المغناطيس الدائم التي ظهرت في أوائل السبعينيات. مبدأ عمله هو نفس مبدأ المحرك المتزامن المثار كهربائيًا، فيما عدا أن الأول يستخدم مغناطيسًا دائمًا ليحل محل ملف الإثارة من أجل الإثارة. بالمقارنة مع محركات الإثارة الكهربائية التقليدية، تتمتع المحركات ذات المغناطيس الدائم الأرضية النادرة بمزايا كبيرة مثل الهيكل البسيط، والتشغيل الموثوق، والحجم الصغير، والوزن الخفيف، والخسائر المنخفضة، والكفاءة العالية. علاوة على ذلك، يمكن تصميم شكل وحجم المحرك بمرونة، مما يجعله ذو قيمة عالية في مجال مركبات الطاقة الجديدة. تعمل محركات المغناطيس الدائم الأرضية النادرة في السيارات بشكل أساسي على تحويل الطاقة الكهربائية لبطارية الطاقة إلى طاقة ميكانيكية، مما يدفع دولاب الموازنة للمحرك إلى الدوران وتشغيل المحرك.
II

بطارية الطاقة الأرضية النادرة

لا يمكن للعناصر الأرضية النادرة أن تشارك فقط في تحضير مواد الأقطاب الكهربائية الحالية لبطاريات الليثيوم، ولكنها تعمل أيضًا كمواد خام لإعداد الأقطاب الكهربائية الموجبة لبطارية الرصاص الحمضية أو بطارية هيدريد النيكل والمعدن.

بطارية الليثيوم: بسبب إضافة العناصر الأرضية النادرة، يتم ضمان الاستقرار الهيكلي للمادة بشكل كبير، ويتم أيضًا توسيع القنوات ثلاثية الأبعاد لهجرة أيون الليثيوم النشطة إلى حد معين. يتيح ذلك لبطارية الليثيوم أيون المجهزة أن تتمتع باستقرار شحن أعلى، وإمكانية عكس التدوير الكهروكيميائي، وعمر دورة أطول.

بطارية الرصاص الحمضية: أظهرت الأبحاث المحلية أن إضافة الأتربة النادرة يؤدي إلى تحسين قوة الشد والصلابة ومقاومة التآكل وتطور الأكسجين. القدرة الزائدة للسبائك القائمة على الرصاص في لوحة القطب. يمكن أن تؤدي إضافة الأتربة النادرة إلى المكون النشط إلى تقليل إطلاق الأكسجين الإيجابي، وتحسين معدل استخدام المادة النشطة الإيجابية، وبالتالي تحسين الأداء وعمر الخدمة للبطارية.

بطارية هيدريد النيكل-معدن: تتميز بطارية هيدريد النيكل-معدن بمزايا السعة النوعية العالية، والتيار العالي، والأداء الجيد لتفريغ الشحنة، وعدم التلوث، لذلك يطلق عليها "البطارية الخضراء" وتستخدم على نطاق واسع في السيارات والإلكترونيات وغيرها من المجالات. من أجل الحفاظ على خصائص التفريغ عالية السرعة الممتازة لبطارية هيدريد النيكل والمعدن مع منع تدهور عمرها الافتراضي، تقدم براءة الاختراع اليابانية JP2004127549 أن كاثود البطارية يمكن أن يتكون من سبيكة تخزين الهيدروجين القائمة على نيكل المغنيسيوم الأرضية النادرة.

△ مركبات الطاقة الجديدة

ثالثا

المحفزات في المحولات الحفازة الثلاثية

وكما هو معروف، لا يمكن لجميع مركبات الطاقة الجديدة تحقيق صفر انبعاثات، مثل المركبات الكهربائية الهجينة والمركبات الكهربائية القابلة للبرمجة، والتي تطلق كمية معينة من المواد السامة أثناء الاستخدام. من أجل تقليل انبعاثات عوادم السيارات، تضطر بعض المركبات إلى تركيب محولات تحفيزية ثلاثية عند مغادرة المصنع. عندما يمر عادم السيارات ذو درجة الحرارة العالية، ستعمل المحولات الحفازة ثلاثية الاتجاهات على تعزيز نشاط ثاني أكسيد الكربون وHC وأكاسيد النيتروجين في Go من خلال عامل التنقية المدمج، حتى يتمكنوا من إكمال عملية الأكسدة والاختزال وتوليد غازات غير ضارة، وهو أمر مناسب لحماية البيئة.

المكون الرئيسي للمحفز الثلاثي هو العناصر الأرضية النادرة، التي تلعب دورًا رئيسيًا في تخزين المواد، واستبدال بعض المحفزات الرئيسية، وتعمل كمساعدات تحفيزية. إن التربة النادرة المستخدمة في محفز تنقية الغاز الخلفي هي في الأساس خليط من أكسيد السيريوم وأكسيد البراسيوديميوم وأكسيد اللانثانوم، وهي غنية بالمعادن الأرضية النادرة في الصين.

 
IV

المواد الخزفية في مجسات الأوكسجين

تتمتع العناصر الأرضية النادرة بوظائف فريدة لتخزين الأكسجين نظرًا لبنيتها الإلكترونية الفريدة، وغالبًا ما تستخدم في تحضير المواد الخزفية لأجهزة استشعار الأكسجين في أنظمة حقن الوقود الإلكترونية، مما يؤدي إلى أداء تحفيزي أفضل. نظام حقن الوقود الإلكتروني هو جهاز متقدم لحقن الوقود تعتمده محركات البنزين بدون مكربنات، ويتكون بشكل أساسي من ثلاثة أجزاء رئيسية: نظام الهواء ونظام الوقود ونظام التحكم.

بالإضافة إلى ذلك، تتمتع العناصر الأرضية النادرة أيضًا بمجموعة واسعة من التطبيقات في أجزاء مثل التروس والإطارات والجسم الفولاذي. ويمكن القول أن العناصر الأرضية النادرة هي عناصر أساسية في مجال مركبات الطاقة الجديدة.