Minħabba kwistjonijiet relatati mal-katina tal-provvista u l-ambjent, id-dipartiment tal-powertrain ta' Tesla qed jaħdem ħafna biex ineħħi l-kalamiti rari tad-dinja mill-muturi u qed ifittex soluzzjonijiet alternattivi.
Tesla għadha ma vvintax materjal kalamita kompletament ġdid, għalhekk tista' tlaħħaq mat-teknoloġija eżistenti, x'aktarx billi tuża ferrite rħisa u faċli biex tiġi manifatturata.
Billi tpoġġi bir-reqqa l-kalamiti tal-ferrite u taġġusta aspetti oħra tad-disinn tal-mutur, ħafna indikaturi tal-prestazzjoni ta'art rariIl-muturi tas-sewqan jistgħu jiġu replikati. F'dan il-każ, il-piż tal-mutur jiżdied biss b'madwar 30%, li jista' jkun differenza żgħira meta mqabbel mal-piż totali tal-karozza.
4. Materjali kalamiti ġodda jeħtieġ li jkollhom it-tliet karatteristiċi bażiċi li ġejjin: 1) jeħtieġ li jkollhom manjetiżmu; 2) Ikomplu jżommu l-manjetiżmu fil-preżenza ta' kampi manjetiċi oħra; 3) Jistgħu jifilħu temperaturi għoljin.
Skont Tencent Technology News, il-manifattur tal-vetturi elettriċi Tesla ddikjara li l-elementi rari tad-dinja mhux se jibqgħu jintużaw fil-muturi tal-karozzi tiegħu, li jfisser li l-inġiniera ta’ Tesla se jkollhom joħorġu bis-sħiħ il-kreattività tagħhom biex isibu soluzzjonijiet alternattivi.
Ix-xahar li għadda, Elon Musk ħareġ it-“Tielet Parti tal-Pjan Prinċipali” fl-avveniment ta’ Jum l-Investitur ta’ Tesla. Fost dawn, hemm dettall żgħir li kkawża sensazzjoni fil-qasam tal-fiżika. Colin Campbell, eżekuttiv anzjan fid-dipartiment tal-powertrain ta’ Tesla, ħabbar li t-tim tiegħu qed ineħħi kalamiti rari tad-dinja mill-muturi minħabba kwistjonijiet fil-katina tal-provvista u l-impatt negattiv sinifikanti tal-produzzjoni ta’ kalamiti rari tad-dinja.
Biex jikseb dan il-għan, Campbell ippreżenta żewġ slides li jinvolvu tliet materjali misterjużi mmarkati b'mod intelliġenti bħala dinja rari 1, dinja rari 2, u dinja rari 3. L-ewwel slide tirrappreżenta s-sitwazzjoni attwali ta' Tesla, fejn l-ammont ta' dinja rari użata mill-kumpanija f'kull vettura jvarja minn nofs kilogramma sa 10 grammi. Fit-tieni slide, l-użu tal-elementi kollha tad-dinja rari tnaqqas għal żero.
Għall-manjetologi li jistudjaw il-qawwa maġika ġġenerata mill-moviment elettroniku f'ċerti materjali, l-identità tad-dinja rari 1 hija faċilment rikonoxxibbli, li hija n-neodimju. Meta jiżdied ma' elementi komuni bħall-ħadid u l-boron, dan il-metall jista' jgħin biex jinħoloq kamp manjetiku qawwi, dejjem mixgħul. Iżda ftit materjali għandhom din il-kwalità, u saħansitra inqas elementi tad-dinja rari jiġġeneraw kampi manjetiċi li jistgħu jċaqalqu l-karozzi Tesla li jiżnu aktar minn 2000 kilogramma, kif ukoll ħafna affarijiet oħra minn robots industrijali għal ġettijiet tal-ġlied. Jekk Tesla tippjana li tneħħi n-neodimju u elementi oħra tad-dinja rari mill-mutur, liema kalamita se tuża minflok?
Għall-fiżiċi, ħaġa waħda hija ċerta: Tesla ma vvintax tip ta’ materjal manjetiku kompletament ġdid. Andy Blackburn, il-Viċi President Eżekuttiv tal-Istrateġija f’NIron Magnets, qal, “F’aktar minn 100 sena, jista’ jkollna biss ftit opportunitajiet biex nakkwistaw kalamiti ġodda għan-negozju.” NIron Magnets hija waħda mill-ftit startups li qed tipprova taħtaf l-opportunità li jmiss.
Blackburn u oħrajn jemmnu li huwa aktar probabbli li Tesla ddeċidiet li taċċetta kalamita ħafna inqas qawwija. Fost ħafna possibbiltajiet, l-aktar kandidat ovvju huwa l-ferrite: ċeramika magħmula minn ħadid u ossiġnu, imħallta ma' ammont żgħir ta' metall bħall-istronzju. Hija kemm irħisa kif ukoll faċli biex tiġi manifatturata, u mill-1950ijiet 'l hawn, il-bibien tar-refriġeraturi madwar id-dinja ġew manifatturati b'dan il-mod.
Iżda f'termini ta' volum, il-manjetiżmu tal-ferrite huwa biss wieħed minn għaxra ta' dak tal-kalamiti tan-neodimiu, u dan iqajjem mistoqsijiet ġodda. Is-CEO ta' Tesla, Elon Musk, dejjem kien magħruf li ma jagħmilx kompromessi, iżda jekk Tesla trid taqleb għall-ferrite, jidher li jridu jsiru xi konċessjonijiet.
Huwa faċli li temmen li l-batteriji huma l-qawwa tal-vetturi elettriċi, iżda fir-realtà, hija s-sewqan elettromanjetiku li jsuq il-vetturi elettriċi. Mhijiex koinċidenza li kemm il-Kumpanija Tesla kif ukoll l-unità manjetika "Tesla" huma msemmija għall-istess persuna. Meta l-elettroni jiċċirkolaw mill-koljaturi f'mutur, jiġġeneraw kamp elettromanjetiku li jsuq il-forza manjetika opposta, u b'hekk ix-xaft tal-mutur idur mar-roti.
Għar-roti ta’ wara tal-karozzi Tesla, dawn il-forzi huma pprovduti minn muturi b’kalamiti permanenti, materjal stramb b’kamp manjetiku stabbli u mingħajr input ta’ kurrent, grazzi għad-dawrien intelliġenti tal-elettroni madwar l-atomi. Tesla bdiet iżżid dawn il-kalamiti mal-karozzi biss madwar ħames snin ilu, sabiex testendi l-firxa u żżid it-torque mingħajr ma taġġorna l-batterija. Qabel dan, il-kumpanija użat muturi ta’ induzzjoni manifatturati madwar elettrokalamiti, li jiġġeneraw manjetiżmu billi jikkunsmaw l-elettriku. Dawk il-mudelli mgħammra b’muturi ta’ quddiem għadhom jużaw din il-modalità.
Il-mossa ta' Tesla li tabbanduna l-elementi rari tad-dinja u l-kalamiti tidher xi ftit stramba. Il-kumpaniji tal-karozzi spiss ikunu ossessjonati bl-effiċjenza, speċjalment fil-każ tal-vetturi elettriċi, fejn għadhom qed jippruvaw jipperswadu lis-sewwieqa biex jegħlbu l-biża' tagħhom mill-firxa. Iżda hekk kif il-manifatturi tal-karozzi jibdew jespandu l-iskala tal-produzzjoni tal-vetturi elettriċi, ħafna proġetti li qabel kienu meqjusa bħala ineffiċjenti wisq qed jerġgħu jitfaċċaw.
Dan wassal lill-manifatturi tal-karozzi, inkluża Tesla, biex jipproduċu aktar karozzi li jużaw batteriji tal-litju-ħadid fosfat (LFP). Meta mqabbla ma' batteriji li fihom elementi bħall-kobalt u n-nikil, dawn il-mudelli spiss ikollhom firxa iqsar. Din hija teknoloġija eqdem b'piż akbar u kapaċità ta' ħażna aktar baxxa. Fil-preżent, il-Mudell 3 li jaħdem b'enerġija b'veloċità baxxa għandu firxa ta' 272 mil (madwar 438 kilometru), filwaqt li l-Mudell S remot mgħammar b'batteriji aktar avvanzati jista' jilħaq 400 mil (640 kilometru). Madankollu, l-użu ta' batterija tal-litju-ħadid fosfat jista' jkun għażla kummerċjali aktar sensibbli, għaliex jevita l-użu ta' materjali aktar għaljin u anke politikament riskjużi.
Madankollu, mhux probabbli li Tesla sempliċement tissostitwixxi l-kalamiti b'xi ħaġa agħar, bħal ferrite, mingħajr ma tagħmel xi bidliet oħra. Il-fiżika tal-Università ta' Uppsala Alaina Vishna qalet, "Se ġġorr kalamita enormi fil-karozza tiegħek. Fortunatament, il-muturi elettriċi huma magni pjuttost kumplessi b'ħafna komponenti oħra li teoretikament jistgħu jiġu rranġati mill-ġdid biex inaqqsu l-impatt tal-użu ta' kalamiti aktar dgħajfa."
Fil-mudelli tal-kompjuter, il-kumpanija tal-materjali Proterial dan l-aħħar iddeterminat li ħafna indikaturi tal-prestazzjoni tal-muturi tas-sewqan tad-dinja rari jistgħu jiġu replikati billi jitqiegħdu bir-reqqa l-kalamiti tal-ferrite u jiġu aġġustati aspetti oħra tad-disinn tal-mutur. F'dan il-każ, il-piż tal-mutur jiżdied biss b'madwar 30%, li tista' tkun differenza żgħira meta mqabbla mal-piż totali tal-karozza.
Minkejja dawn l-uġigħ ta’ ras, il-kumpaniji tal-karozzi għad għandhom ħafna raġunijiet biex jabbandunaw l-elementi rari tad-dinja, sakemm ikunu jistgħu jagħmlu dan. Il-valur tas-suq kollu tad-dinja rari huwa simili għal dak tas-suq tal-bajd fl-Istati Uniti, u teoretikament, l-elementi rari tad-dinja jistgħu jiġu estratti, ipproċessati, u konvertiti f’kalamiti madwar id-dinja, iżda fir-realtà, dawn il-proċessi jippreżentaw ħafna sfidi.
L-analista tal-minerali u l-blogger popolari tal-osservazzjoni tad-dinja rari Thomas Krumer qal, “Din hija industrija ta’ $10 biljun, iżda l-valur tal-prodotti maħluqa kull sena jvarja minn $2 triljun sa $3 triljun, li huwa lieva enormi. L-istess jgħodd għall-karozzi. Anke jekk fihom biss ftit kilogrammi ta’ din is-sustanza, it-tneħħija tagħhom tfisser li l-karozzi ma jistgħux jibqgħu jaħdmu sakemm ma tkunx lest li tfassal mill-ġdid il-magna kollha.”
L-Istati Uniti u l-Ewropa qed jippruvaw jiddiversifikaw din il-katina tal-provvista. Il-minjieri tad-dinja rari f'Kalifornja, li ngħalqu fil-bidu tas-seklu 21, reġgħu fetħu dan l-aħħar u bħalissa jfornu 15% tar-riżorsi tad-dinja rari. Fl-Istati Uniti, l-aġenziji governattivi (speċjalment id-Dipartiment tad-Difiża) jeħtieġ li jipprovdu kalamiti qawwija għal tagħmir bħal ajruplani u satelliti, u huma entużjasti dwar l-investiment f'ktajjen tal-provvista domestikament u f'reġjuni bħall-Ġappun u l-Ewropa. Iżda meta wieħed iqis l-ispiża, it-teknoloġija meħtieġa, u l-kwistjonijiet ambjentali, dan huwa proċess bil-mod li jista' jdum għal diversi snin jew saħansitra għexieren ta' snin.
Ħin tal-posta: 11 ta' Mejju 2023