Quatro principais direções de aplicação de elementos de terras raras em veículos de novas energias

Nos últimos anos, as palavras “elementos de terras raras“, “novos veículos energéticos” e “desenvolvimento integrado” têm aparecido cada vez com mais frequência na mídia. Por que? Isto deve-se principalmente à crescente atenção dada pelo país ao desenvolvimento de indústrias de protecção ambiental e de poupança de energia, e ao enorme potencial para a integração e desenvolvimento de elementos de terras raras no domínio dos novos veículos energéticos. Quais são as quatro principais direções de aplicação de elementos de terras raras em veículos de novas energias?

△ Motor de ímã permanente de terras raras

I

Motor de ímã permanente de terras raras

O motor de ímã permanente de terras raras é um novo tipo de motor de ímã permanente que surgiu no início dos anos 1970. Seu princípio de funcionamento é o mesmo de um motor síncrono excitado eletricamente, exceto que o primeiro utiliza um ímã permanente para substituir o enrolamento de excitação para excitação. Em comparação com os motores de excitação elétrica tradicionais, os motores de ímã permanente de terras raras têm vantagens significativas, como estrutura simples, operação confiável, tamanho pequeno, peso leve, baixas perdas e alta eficiência. Além disso, a forma e o tamanho do motor podem ser projetados de forma flexível, o que o torna altamente valorizado na área de veículos de novas energias. Os motores de ímã permanente de terras raras em automóveis convertem principalmente a energia elétrica da bateria em energia mecânica, acionando o volante do motor para girar e dar partida no motor.
II

Bateria de energia de terras raras

Os elementos de terras raras podem não apenas participar na preparação de materiais de eletrodos atuais para baterias de lítio, mas também servir como matéria-prima para a preparação de eletrodos positivos para baterias de chumbo-ácido ou baterias de níquel-hidreto metálico.

Bateria de lítio: Devido à adição de elementos de terras raras, a estabilidade estrutural do material é bastante garantida, e os canais tridimensionais para migração ativa de íons de lítio também são expandidos até certo ponto. Isso permite que a bateria de íons de lítio preparada tenha maior estabilidade de carga, reversibilidade do ciclo eletroquímico e ciclo de vida mais longo.

Bateria de chumbo-ácido: pesquisas domésticas mostram que a adição de terras raras contribui para melhorar a resistência à tração, dureza, resistência à corrosão e evolução de oxigênio. Sobrepotencial da liga à base de chumbo da placa do eletrodo. A adição de terras raras ao componente ativo pode reduzir a liberação de oxigênio positivo, melhorar a taxa de utilização do material ativo positivo e, assim, melhorar o desempenho e a vida útil da bateria.

Bateria de níquel-hidreto metálico: A bateria de níquel-hidreto metálico tem as vantagens de alta capacidade específica, alta corrente, bom desempenho de descarga de carga e nenhuma poluição, por isso é chamada de “bateria verde” e amplamente utilizada em automóveis, eletrônicos e outros campos. A fim de manter as excelentes características de descarga de alta velocidade da bateria de níquel-hidreto metálico enquanto inibe a deterioração de sua vida, a patente japonesa JP2004127549 introduz que o cátodo da bateria pode ser composto de liga de armazenamento de hidrogênio à base de níquel e magnésio de terras raras.

△ Novos veículos energéticos

III

Catalisadores em conversores catalíticos ternários

Como é sabido, nem todos os novos veículos energéticos podem atingir zero emissões, como os veículos eléctricos híbridos e os veículos eléctricos programáveis, que libertam uma certa quantidade de substâncias tóxicas durante a utilização. Para reduzir as emissões dos gases de escape dos automóveis, alguns veículos são obrigados a instalar conversores catalíticos de três vias ao saírem da fábrica. Quando o escapamento do automóvel em alta temperatura passa, os conversores catalíticos de três vias aumentarão a atividade de CO, HC e NOx em Go através do agente de purificação integrado, para que possam completar o Redox e gerar gases inofensivos, o que é propício à proteção ambiental.

O principal componente do catalisador ternário são os elementos de terras raras, que desempenham um papel fundamental no armazenamento de materiais, substituindo alguns dos principais catalisadores e servindo como auxiliares catalíticos. As terras raras usadas no catalisador de purificação de gases residuais são principalmente uma mistura de óxido de cério, óxido de praseodímio e óxido de lantânio, que são ricos em minerais de terras raras na China.

 
IV

Materiais Cerâmicos em Sensores de Oxigênio

Os elementos de terras raras têm funções únicas de armazenamento de oxigênio devido à sua estrutura eletrônica única e são frequentemente usados ​​na preparação de materiais cerâmicos para sensores de oxigênio em sistemas eletrônicos de injeção de combustível, resultando em melhor desempenho catalítico. O sistema eletrônico de injeção de combustível é um dispositivo avançado de injeção de combustível adotado por motores a gasolina sem carburadores, composto principalmente de três partes principais: sistema de ar, sistema de combustível e sistema de controle.

Além disso, os elementos de terras raras também têm uma ampla gama de aplicações em peças como engrenagens, pneus e aço para carrocerias. Pode-se dizer que as terras raras são elementos essenciais no campo dos novos veículos energéticos.