टेस्ला मोटर्स कम प्रदर्शन फेराइट्स के साथ दुर्लभ पृथ्वी मैग्नेट को बदलने पर विचार कर सकते हैं

आपूर्ति श्रृंखला और पर्यावरणीय मुद्दों के कारण, टेस्ला का पावरट्रेन विभाग मोटर्स से दुर्लभ पृथ्वी मैग्नेट को हटाने के लिए कड़ी मेहनत कर रहा है और वैकल्पिक समाधानों की तलाश कर रहा है।

टेस्ला ने अभी तक एक पूरी तरह से नई चुंबक सामग्री का आविष्कार नहीं किया है, इसलिए यह मौजूदा तकनीक के साथ कर सकता है, सबसे अधिक संभावना है कि सस्ते और आसानी से निर्मित फेराइट का उपयोग करें।

ध्यान से फेराइट मैग्नेट की स्थिति और मोटर डिजाइन के अन्य पहलुओं को समायोजित करके, के कई प्रदर्शन संकेतकदुर्लभ पृथ्वीड्राइव मोटर्स को दोहराया जा सकता है। इस मामले में, मोटर का वजन केवल 30%तक बढ़ जाता है, जो कार के समग्र वजन की तुलना में एक छोटा अंतर हो सकता है।

4। नई चुंबक सामग्री को निम्नलिखित तीन बुनियादी विशेषताओं की आवश्यकता है: 1) उन्हें चुंबकत्व की आवश्यकता है; 2) अन्य चुंबकीय क्षेत्रों की उपस्थिति में चुंबकत्व बनाए रखना जारी रखें; 3) उच्च तापमान का सामना कर सकते हैं।

Tencent Technology News के अनुसार, इलेक्ट्रिक वाहन निर्माता टेस्ला ने कहा है कि दुर्लभ पृथ्वी तत्वों का उपयोग अब इसकी कार मोटर्स में नहीं किया जाएगा, जिसका अर्थ है कि टेस्ला के इंजीनियरों को वैकल्पिक समाधान खोजने में अपनी रचनात्मकता को पूरी तरह से उजागर करना होगा।

पिछले महीने, एलोन मस्क ने टेस्ला इन्वेस्टर डे इवेंट में "मास्टर प्लान का तीसरा भाग" जारी किया। उनमें से, एक छोटा सा विवरण है जिसने भौतिकी के क्षेत्र में सनसनी पैदा कर दी है। टेस्ला के पावरट्रेन विभाग के एक वरिष्ठ कार्यकारी कॉलिन कैंपबेल ने घोषणा की कि उनकी टीम आपूर्ति श्रृंखला के मुद्दों और दुर्लभ पृथ्वी मैग्नेट के उत्पादन के महत्वपूर्ण नकारात्मक प्रभाव के कारण मोटर्स से दुर्लभ पृथ्वी मैग्नेट को हटा रही है।

इस लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए, कैंपबेल ने दो स्लाइड्स प्रस्तुत की, जिसमें तीन रहस्यमय सामग्रियों को चतुराई से दुर्लभ पृथ्वी 1, दुर्लभ पृथ्वी 2, और दुर्लभ पृथ्वी 3 के रूप में लेबल किया गया। पहली स्लाइड टेस्ला की वर्तमान स्थिति का प्रतिनिधित्व करती है, जहां प्रत्येक वाहन में कंपनी द्वारा उपयोग की जाने वाली दुर्लभ पृथ्वी की मात्रा आधे किलोग्राम से 10 ग्राम तक होती है। दूसरी स्लाइड पर, सभी दुर्लभ पृथ्वी तत्वों का उपयोग शून्य हो गया है।

मैग्नेटोलॉजिस्टों के लिए जो कुछ सामग्रियों में इलेक्ट्रॉनिक गति द्वारा उत्पन्न जादुई शक्ति का अध्ययन करते हैं, दुर्लभ पृथ्वी 1 की पहचान आसानी से पहचानने योग्य है, जो कि नियोडिमियम है। जब आयरन और बोरॉन जैसे सामान्य तत्वों में जोड़ा जाता है, तो यह धातु एक मजबूत, हमेशा चुंबकीय क्षेत्र पर बनाने में मदद कर सकती है। लेकिन कुछ सामग्रियों में यह गुण होता है, और यहां तक ​​कि कम दुर्लभ पृथ्वी तत्व भी चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करते हैं जो 2000 किलोग्राम से अधिक वजन वाली टेस्ला कारों को स्थानांतरित कर सकते हैं, साथ ही औद्योगिक रोबोट से लेकर लड़ाकू जेट तक कई अन्य चीजें भी। यदि टेस्ला ने मोटर से नियोडिमियम और अन्य दुर्लभ पृथ्वी तत्वों को हटाने की योजना बनाई है, तो इसके बजाय किस चुंबक का उपयोग किया जाएगा?

भौतिकविदों के लिए, एक बात निश्चित है: टेस्ला ने पूरी तरह से नए प्रकार की चुंबकीय सामग्री का आविष्कार नहीं किया। नाइरो मैग्नेट में रणनीति के कार्यकारी उपाध्यक्ष एंडी ब्लैकबर्न ने कहा, "100 से अधिक वर्षों में, हमारे पास नए व्यापार मैग्नेट प्राप्त करने के लिए केवल कुछ अवसर हो सकते हैं।" Niron मैग्नेट अगले अवसर को जब्त करने की कोशिश कर रहे कुछ स्टार्टअप्स में से एक है।

ब्लैकबर्न और अन्य लोगों का मानना ​​है कि यह अधिक संभावना है कि टेस्ला ने बहुत कम शक्तिशाली चुंबक के साथ करने का फैसला किया है। कई संभावनाओं के बीच, सबसे स्पष्ट उम्मीदवार फेराइट है: लोहे और ऑक्सीजन से बना एक सिरेमिक, स्ट्रोंटियम जैसे धातु की एक छोटी मात्रा के साथ मिलाया जाता है। यह निर्माण के लिए सस्ता और आसान दोनों है, और 1950 के दशक के बाद से, दुनिया भर में रेफ्रिजरेटर के दरवाजे इस तरह से निर्मित किए गए हैं।

लेकिन वॉल्यूम के संदर्भ में, फेराइट का चुंबकत्व केवल दसवां है जो कि नियोडिमियम मैग्नेट का है, जो नए प्रश्न उठाता है। टेस्ला के सीईओ एलोन मस्क को हमेशा असंबद्ध होने के लिए जाना जाता है, लेकिन अगर टेस्ला को फेराइट में स्थानांतरित करना है, तो ऐसा लगता है कि कुछ रियायतें की जानी चाहिए।

यह मानना ​​आसान है कि बैटरी इलेक्ट्रिक वाहनों की शक्ति है, लेकिन वास्तव में, यह इलेक्ट्रोमैग्नेटिक ड्राइविंग है जो इलेक्ट्रिक वाहनों को चलाता है। यह कोई संयोग नहीं है कि टेस्ला कंपनी और चुंबकीय इकाई "टेस्ला" दोनों को एक ही व्यक्ति के नाम पर रखा गया है। जब इलेक्ट्रॉन एक मोटर में कॉइल के माध्यम से प्रवाहित होते हैं, तो वे एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न करते हैं जो विपरीत चुंबकीय बल को चलाता है, जिससे मोटर का शाफ्ट पहियों के साथ घूमता है।

टेस्ला कारों के पीछे के पहियों के लिए, इन बलों को स्थायी मैग्नेट के साथ मोटर्स द्वारा प्रदान किया जाता है, एक स्थिर चुंबकीय क्षेत्र के साथ एक अजीब सामग्री और कोई वर्तमान इनपुट, परमाणुओं के आसपास इलेक्ट्रॉनों के चतुर स्पिन के लिए धन्यवाद। टेस्ला ने केवल पांच साल पहले इन मैग्नेट को कारों में जोड़ना शुरू किया, ताकि रेंज का विस्तार किया जा सके और बैटरी को अपग्रेड किए बिना टॉर्क बढ़ाया जा सके। इससे पहले, कंपनी ने इलेक्ट्रोमैग्नेट्स के आसपास निर्मित इंडक्शन मोटर्स का उपयोग किया, जो बिजली का सेवन करके चुंबकत्व उत्पन्न करते हैं। फ्रंट मोटर्स से लैस वे मॉडल अभी भी इस मोड का उपयोग कर रहे हैं।

दुर्लभ पृथ्वी और मैग्नेट को छोड़ने के लिए टेस्ला का कदम थोड़ा अजीब लगता है। कार कंपनियों को अक्सर दक्षता से ग्रस्त किया जाता है, विशेष रूप से इलेक्ट्रिक वाहनों के मामले में, जहां वे अभी भी ड्राइवरों को अपने डर को दूर करने के लिए मनाने की कोशिश कर रहे हैं। लेकिन जैसा कि कार निर्माता इलेक्ट्रिक वाहनों के उत्पादन पैमाने का विस्तार करना शुरू करते हैं, कई परियोजनाएं जिन्हें पहले बहुत अक्षम माना जाता था, पुनरुत्थान कर रहे हैं।

इसने कार निर्माताओं को टेस्ला सहित, लिथियम आयरन फॉस्फेट (एलएफपी) बैटरी का उपयोग करके अधिक कारों का उत्पादन करने के लिए प्रेरित किया है। कोबाल्ट और निकल जैसे तत्वों वाली बैटरी की तुलना में, इन मॉडलों में अक्सर कम रेंज होती है। यह एक पुरानी तकनीक है जिसमें अधिक वजन और कम भंडारण क्षमता है। वर्तमान में, कम गति वाली शक्ति द्वारा संचालित मॉडल 3 में 272 मील (लगभग 438 किलोमीटर) की सीमा होती है, जबकि अधिक उन्नत बैटरी से सुसज्जित दूरस्थ मॉडल 400 मील (640 किलोमीटर) तक पहुंच सकता है। हालांकि, लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी का उपयोग एक अधिक समझदार व्यावसायिक विकल्प हो सकता है, क्योंकि यह अधिक महंगी और यहां तक ​​कि राजनीतिक रूप से जोखिम भरी सामग्री के उपयोग से बचता है।

हालांकि, टेस्ला को केवल किसी भी अन्य बदलाव के बिना मैग्नेट को कुछ बदतर, जैसे फेराइट के साथ बदलने की संभावना नहीं है। उप्साला विश्वविद्यालय के भौतिक विज्ञानी अलैना विस्ना ने कहा, “आप अपनी कार में एक विशाल चुंबक ले जाएंगे। सौभाग्य से, इलेक्ट्रिक मोटर्स कई अन्य घटकों के साथ काफी जटिल मशीन हैं जो कमजोर मैग्नेट का उपयोग करने के प्रभाव को कम करने के लिए सैद्धांतिक रूप से पुनर्व्यवस्थित हो सकते हैं।

कंप्यूटर मॉडल में, सामग्री कंपनी प्रोटेरियल ने हाल ही में निर्धारित किया कि दुर्लभ पृथ्वी ड्राइव मोटर्स के कई प्रदर्शन संकेतक फेराइट मैग्नेट को सावधानीपूर्वक स्थिति और मोटर डिजाइन के अन्य पहलुओं को समायोजित करके दोहराया जा सकता है। इस मामले में, मोटर का वजन केवल 30%तक बढ़ जाता है, जो कार के समग्र वजन की तुलना में एक छोटा अंतर हो सकता है।

इन सिरदर्दों के बावजूद, कार कंपनियों के पास अभी भी दुर्लभ पृथ्वी तत्वों को छोड़ने के कई कारण हैं, बशर्ते वे ऐसा कर सकें। पूरे दुर्लभ पृथ्वी बाजार का मूल्य संयुक्त राज्य अमेरिका में अंडे के बाजार के समान है, और सैद्धांतिक रूप से, दुर्लभ पृथ्वी तत्वों को दुनिया भर में मैग्नेट में खनन, संसाधित और परिवर्तित किया जा सकता है, लेकिन वास्तव में, ये प्रक्रिया कई चुनौतियों का सामना करती है।

खनिज विश्लेषक और लोकप्रिय दुर्लभ पृथ्वी अवलोकन ब्लॉगर थॉमस क्रुमर ने कहा, "यह $ 10 बिलियन का उद्योग है, लेकिन प्रत्येक वर्ष बनाए गए उत्पादों का मूल्य $ 2 ट्रिलियन से $ 3 ट्रिलियन तक होता है, जो एक बहुत बड़ा लीवर है। वही कारों के लिए जाता है। यहां तक ​​कि अगर वे केवल इस पदार्थ के कुछ किलोग्राम होते हैं, तो उन्हें हटाने का मतलब है कि कारें तब तक नहीं चल सकती हैं जब तक कि आप पूरे इंजन को फिर से डिज़ाइन करने के लिए तैयार न हों

संयुक्त राज्य अमेरिका और यूरोप इस आपूर्ति श्रृंखला में विविधता लाने की कोशिश कर रहे हैं। कैलिफ़ोर्निया दुर्लभ पृथ्वी खदानें, जो 21 वीं सदी की शुरुआत में बंद थीं, हाल ही में फिर से खुल गई हैं और वर्तमान में दुनिया के दुर्लभ पृथ्वी संसाधनों का 15% आपूर्ति करते हैं। संयुक्त राज्य अमेरिका में, सरकारी एजेंसियों (विशेष रूप से रक्षा विभाग) को हवाई जहाज और उपग्रहों जैसे उपकरणों के लिए शक्तिशाली मैग्नेट प्रदान करने की आवश्यकता है, और वे जापान और यूरोप जैसे क्षेत्रों में आपूर्ति श्रृंखलाओं में निवेश करने के बारे में उत्साहित हैं। लेकिन लागत, आवश्यक प्रौद्योगिकी और पर्यावरणीय मुद्दों को देखते हुए, यह एक धीमी प्रक्रिया है जो कई वर्षों या दशकों तक रह सकती है।