Tesla Motors는 희토류 자석을 저성능 페라이트로 교체하는 것을 고려할 수 있습니다.

공급망 문제와 환경 문제로 인해 Tesla의 파워트레인 사업부는 전기 모터에서 희토류 자석을 제거하기 위해 노력하고 있으며 대안을 찾고 있습니다.

 

Tesla는 아직 완전히 새로운 자석 재료를 발명하지 않았으므로 한동안 기존 기술을 사용할 수 있으며 대부분 저렴하고 제조하기 쉬운 페라이트를 사용할 가능성이 높습니다.

 

페라이트 자석을 신중하게 배치하고 모터 설계의 다른 측면을 조정함으로써 희토류 구동 모터의 많은 특성을 복제할 수 있습니다. 이 경우 모터의 무게는 약 30% 증가했을 뿐이며 이는 자동차 전체 무게에 대한 상대적인 수치입니다.

그 차이는 작을 수 있습니다.

새로운 자석 재료는 다음과 같은 세 가지 기본 특성을 가져야 합니다. 1) 자성이 있어야 합니다. 3) 고온에 견딜 수 있다.

 

Tencent Technology News 뉴스, 전기 자동차 제조업체 Tesla는 자동차 모터가 더 이상 희토류 원소를 사용하지 않을 것이라고 말했습니다. 즉, Tesla를 맛본 엔지니어는 대안을 찾기 위해 창의력을 발휘해야 합니다.

 

지난달 테슬라 투자자의 날 행사에서 일론 머스크는 '마스터 플랜 파트 III'를 발표했다. 그 중 물리학 분야에 파문을 일으킨 작은 디테일이 있다. Tesla의 파워트레인 사업부 임원인 Colin Campbell은 공급망 문제와 희토류 자석 생산으로 인한 과도한 부정적인 영향으로 인해 모터에서 희토류 자석을 제거하기 위해 그의 팀이 작업 중이라고 발표했습니다.

이를 달성하기 위해 Campbell은 희토류 1, 희토류 2 및 희토류 3에 대해 영리하게 레이블이 지정된 세 가지 신비한 재료가 포함된 두 개의 슬라이드를 제시했습니다. 첫 번째 슬라이드는 각 차량에 0.5kg에서 10g을 사용하는 Tesla의 현재 상태를 나타냅니다. 두 번째 슬라이드에서는 사용된 희토류 원소의 수가 0으로 떨어집니다.

 

전자의 이동으로 인한 특정 물질의 마력을 연구하는 자기학자들에게 희토류 1의 정체는 쉽게 알 수 있다. 바로 네오디뮴이다. 철 및 붕소와 같은 일반적인 원소에 이 금속을 추가하면 강력하고 항상 켜져 있는 자기장을 생성하는 데 도움이 될 수 있습니다. 그러나 이러한 품질을 갖춘 재료는 거의 없으며, 2000kg 이상의 상처를 움직일 수 있을 만큼 큰 Tesla 자동차를 생산하고 산업용 로봇에서 전투기에 이르기까지 다른 많은 것들의 자기장은 희토류 원소가 적습니다. Tesla가 중요하다면

모터에서 네오디뮴 및 기타 희토류 원소를 제거하려면 대신 어떤 자석을 사용해야 합니까?

 

물리학자들에게 한 가지 확실한 사실은 Tesla가 완전히 새로운 자석 재료를 발명하지 않았다는 것입니다. NIron Magnetics의 전략 담당 부사장인 Andy Blackburn은 "100년이 지나면 새로운 상용 자석을 얻을 수 있는 기회가 거의 없을 것"이라고 말했습니다. NIronMagnetics는 다음 기회를 잡으려고 노력하는 몇 안 되는 신생 기업 중 하나입니다.

 

Blackburn과 다른 사람들은 Tesla가 훨씬 덜 강력한 자석을 사용하기로 결정했을 가능성이 더 높다고 생각합니다. 많은 가능성 중에서 가장 확실한 후보는 페라이트입니다. 철과 산소로 구성된 세라믹에 스트론튬과 같은 소량의 금속이 혼합되어 있습니다. 20세기 50년대부터 전 세계적으로 저렴하고 제조하기 쉬운

냉장고 문은 이런 방식으로 제조됩니다.

 

그러나 체적으로 볼 때 페라이트는 네오디뮴 자석의 자력의 10분의 1에 불과하므로 새로운 문제가 제기됩니다. 테슬라 퍼스트 경영자 일론 머스크는 항상 타협하지 않는 것으로 알려졌는데 테슬라가 페라이트로 바꾸려면 뭔가를 만들어야 할 것 같다.

약간의 양보. 배터리가 전기차의 동력이라고 생각하기 쉽지만 사실 전기차를 구동하는 것은 전자기력이다. Tesla 회사와 자기 단위 "Tesla"가 같은 사람의 이름을 따서 명명된 것은 우연이 아닙니다. 전자가 모터의 전선을 통해 흐를 때 회전할 때 반대 자기력을 밀어내는 전자기장을 생성하여 모터의 샤프트가 바퀴를 회전하게 합니다.

Tesla 차량의 뒷바퀴의 경우 이러한 힘은 영구 자석이 있는 전기 모터에 의해 제공됩니다. 영구 자석은 원자 주변의 독창적인 전자 스핀 덕분에 전류 입력 없이 자기장을 안정화시키는 이상한 물질을 가진 모터 유형입니다. Special Sla는 배터리 범위를 업그레이드하고 토크를 증가시키지 않고 배터리 수명을 연장하기 위해 약 5년 전부터 자동차에 이러한 자석을 추가하기 시작했습니다. 이에 앞서 전자석이 통과하는 전자석을 중심으로 제작된 유도전동기를 사용했다.

자기는 전기를 소비하여 생성됩니다. 전면에 장착된 모터가 있는 모델은 오늘날에도 여전히 이 모델을 사용하고 있습니다.

 

희토류와 자석을 포기하려는 테슬라의 움직임은 다소 이상하게 보일 수 있다. 자동차 회사는 드라이 효율성에 집착하는 경우가 많으며, 특히 전기차의 경우 운전자가 주행 거리에 대한 두려움을 극복하도록 설득하기 위해 여전히 고군분투하고 있습니다. 하지만 자동차 제조사와

전기 자동차 생산 확대가 시작되고 있으며 이전에는 너무 비효율적이라고 여겨졌던 많은 프로젝트가 다시 등장하고 있습니다.

 

이로 인해 Tesla를 비롯한 자동차 제조업체는 LFP(리튬 인산철) 배터리를 사용하는 자동차를 더 많이 생산하게 되었습니다. 코발트 및 니켈과 같은 원소를 포함하는 배터리는 배터리보다 범위가 짧은 경향이 있습니다. 이것은 오래된 기술이며,

더 큰 무게와 더 낮은 저장 용량. 저속 동력으로 구동되는 현재의 모델 3는 272마일(약 438km)의 범위를 가지고 있으며, 더 발전된 배터리를 장착한 장거리 모델 S는 400마일(640km)에 달할 수 있습니다. 그러나 인산철리튬 배터리를 채택하는 것은 더 비싸거나 실존적인 정치적 위험 물질의 사용을 피하기 때문에 더 현명한 상업적 선택일 수 있습니다.

 

테슬라가 단순히 페라이트와 같은 자석을 더 나쁜 것으로 대체할 가능성은 낮습니다. 웁살라 대학의 물리학자 알레나 비슈나(Alena Vishna)는 "당신은 자동차 철에 거대한 자력을 싣게 될 것"이라고 말했다. "다행히도 모터는 매우 복잡한 기계이며 이론적으로 더 약한 자석 사용의 영향을 완화하기 위해 열을 재배열할 수 있는 많은 다른 부품으로 구성되어 있습니다.

 

컴퓨터 모델에서 재료 회사인 Proterial은 최근 페라이트 자석을 신중하게 배치하고 모터 세트를 조정하여 다른 측면에서 희토류 구동 모터의 많은 성능 지표를 복제할 수 있다고 결정했습니다. 이 경우 모터의 무게만 약 30% 증가하면 차량 전체 무게에 비해 차이가 작을 수 있습니다.

 

이러한 골칫거리에도 불구하고 자동차 회사는 희토류 원소를 포기할 충분한 이유가 있지만 할 수 있는 경우에만 가능합니다. 전체 희토류 시장의 가치는 미국 계란 시장과 거의 같으며 이론적으로 희토류 위안 프라임은 전 세계 철의 채굴, 가공 및 자성으로 변환 될 수 있지만 실제로 이러한 프로세스에는 많은 어려움이 있습니다.

 

광물 분석가이자 인기 있는 희토류 시계 블로거인 Thomas Krummer는 "그건 100억 달러 규모의 거래지만 연간 생산되는 제품의 가치는 2조 달러에서 3조 달러 사이로 엄청난 지렛대 역할을 합니다. 자동차 엔진 전체를 재설계하지 않는 한 자동차에 이 물질이 몇 킬로그램만 포함되어 있어도 이를 제거한다는 것은 자동차가 더 이상 그렇게 할 수 없다는 의미이기도 합니다. "라고 말했습니다.

 

미국과 유럽은 이 공급망을 다양화하려고 노력하고 있습니다. 21세기 초 폐쇄됐던 캘리포니아 희토류 광산이 최근 다시 문을 열었다.

전 세계 희토류의 15% 공급. 미국에서는 정부 기관, 특히 국방부는 항공기 및 위성과 같은 장비가 필요합니다.

강력한 자석을 제공함으로써 그들은 국내와 일본, 유럽과 같은 지역의 공급망에 투자하기를 열망합니다. 하지만 성공을 생각하면 이것은 수년 또는 수십년이 걸리는 느린 과정입니다. 동시에 자동차 및 풍력 터빈과 같은 탈탄소화 도구에 자석을 내장하려는 수요도 증가하고 있습니다.

시장조사기관 AdamasIntelligence에 따르면 현재 희토류의 12%가 전기자동차에 사용되고 있으며 이는 신생 시장이다. 동시에 희토류 가격은 종종 심하게 변동하며 외부 회사는 종종 이러한 요인을 예측할 수 없습니다.

솔직한.

 

오스틴에 있는 텍사스 대학교에서 자성 재료를 연구하는 물리학자인 Jim Chelikowski는 요약하자면 대체 제품을 찾을 수 있는 산업에 종사한다면 그것은 놀라운 일이 될 수 있다고 말했습니다. 그러나 그는 검색이 페라이트보다 낫다고 말했습니다. 희토류 자석에 대한 더 나은 대안에 대한 다양한 이유가 있습니다. 문제는 세 가지 기본 특성을 가진 재료를 찾는 것입니다. 1) 자성이 있어야 합니다. 2) 다른 자기장이 있어도 계속 자기적입니다. 3) 고온을 견딜 수 있다. 열자석은 더 이상 자석이 아닙니다.

 

연구원들은 어떤 화학 원소가 좋은 자석을 만드는지 잘 알고 있지만 수백만 개의 잠재적인 원자 배열 씨앗이 있습니다. 소위 마그넷 헌터(magnet hunter)라고 불리는 일부 사람들은 수십만 개의 가능한 재료로 시작하여 희토류가 포함된 재료를 걸러낸 다음 기계 학습을 사용하여 나머지 재료의 자기 특성을 예측하는 접근 방식을 취합니다. 작년 말 Chelikows Key et al. 이 시스템을 사용하여 코발트를 포함하는 새로운 고자성 물질을 만들었습니다. 종종 가장 큰 도전은 제조하기 쉬운 새로운 자석을 찾는 것입니다. Uppsala University의 Vicina는 망간을 포함하는 것과 같이 새로 개발된 일부 자석이 유망하지만 불안정하다고 설명했습니다. 다른 경우에 과학자들은 물질이 극도로 자기적이지만 대량 생산될 수 없다는 것을 알고 있습니다. 여기에는 원자를 올바른 상태로 정확하게 배열하기 위해 수천 년 동안 천천히 냉각되어야 하는 운석에서만 발견되는 니켈-철 화합물인 tetragonite가 포함됩니다. 실험실에서는 프로세스를 더 빠르게 진행하려는 노력이 진행 중이지만 아직 결실을 맺지 못했습니다.

 

Magnet startup Niron: 모두 복사하고 일부를 검색합니다. 이 회사는 이론적으로 네오디뮴이 더 자성이 있는 것과 비교하여 질화철 자석을 생산한다고 말합니다. 그러나 원하는 형태로 제조하고 보존하기 어려운 휘발성 물질이기도 하다. Blackburn은 회사가 진전을 보이고 있지만 Tesla의 차세대 자동차에 사용할 만큼 강력한 자석을 생산할 수 없다고 말했습니다. 첫 번째 단계는 새 자석을 사운드 시스템과 같은 더 작은 장치에 넣는 것이라고 그는 말합니다.

 

광산 분석가이자 인기 있는 희토류 시계 블로거인 Thomas Krummer는 다른 자동차 회사들이 희토류를 포기하려는 Tesla의 움직임을 따를지는 불분명하다고 말했습니다. 일부 회사는 국가 자격 증명을 신중하게 이동하도록 요구할 수 있지만 다른 회사는

복사 모두 선택하고 일부 회사를 검색하면 Yunshan Zhoukou 물건을 이동하기 위해 유도를 사용할 것입니다. Tesla조차도 자동 창문, 파워 스티어링 및 앞 유리 와이퍼와 같은 장소에 흩어져있는 미래 자동차에 몇 그램의 희토류를 사용할 수 있습니다.

 

Tesla의 투자자의 날 행사에서 희토류 함량을 비교하는 슬라이드는 실제로 현재 세대 자동차 전체를 현재 세대 자동차 전체와 비교하고 있었습니다. Tesla와 같은 해결 방법이 개발 중입니다. 모터의 희토류 재료를 교체하는 것은 좋은 일이 될 수 있지만 Krummer는 "시간이 충분하지 않은 것 같습니다."라고 말합니다.

 

끝