टेस्ला मोटर्स रेयर अर्थ मैग्नेट को कम प्रदर्शन वाले फेराइट्स से बदलने पर विचार कर सकती है

आपूर्ति श्रृंखला और पर्यावरणीय मुद्दों के कारण, टेस्ला का पावरट्रेन विभाग मोटरों से दुर्लभ पृथ्वी मैग्नेट को हटाने के लिए कड़ी मेहनत कर रहा है और वैकल्पिक समाधान ढूंढ रहा है।

टेस्ला ने अभी तक पूरी तरह से नई चुंबक सामग्री का आविष्कार नहीं किया है, इसलिए यह मौजूदा तकनीक के साथ काम कर सकता है, संभवतः सस्ते और आसानी से निर्मित फेराइट का उपयोग करके।

फेराइट मैग्नेट की सावधानीपूर्वक स्थिति और मोटर डिज़ाइन के अन्य पहलुओं को समायोजित करके, कई प्रदर्शन संकेतकदुर्लभ धरतीड्राइव मोटरों को दोहराया जा सकता है।इस मामले में, मोटर का वजन केवल लगभग 30% बढ़ता है, जो कार के कुल वजन की तुलना में एक छोटा अंतर हो सकता है।

4. नई चुंबक सामग्री में निम्नलिखित तीन बुनियादी विशेषताएं होनी चाहिए: 1) उनमें चुंबकत्व होना चाहिए;2) अन्य चुंबकीय क्षेत्रों की उपस्थिति में चुंबकत्व बनाए रखना जारी रखें;3) उच्च तापमान का सामना कर सकता है।

टेनसेंट टेक्नोलॉजी न्यूज़ के अनुसार, इलेक्ट्रिक वाहन निर्माता टेस्ला ने कहा है कि अब उसकी कार की मोटरों में दुर्लभ पृथ्वी तत्वों का उपयोग 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 कार्यक्रम में "मास्टर प्लान का तीसरा भाग" जारी किया था।उनमें से एक छोटी सी बात है जिसने भौतिकी के क्षेत्र में सनसनी मचा 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 मोटरों से दुर्लभ पृथ्वी मैग्नेट हटा रही है।

इस लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए, कैंपबेल ने तीन रहस्यमय सामग्रियों को शामिल करते हुए दो स्लाइड प्रस्तुत कीं, जिन्हें चतुराई से दुर्लभ पृथ्वी 1, दुर्लभ पृथ्वी 2 और दुर्लभ पृथ्वी 3 के रूप में लेबल किया गया है। पहली स्लाइड टेस्ला की वर्तमान स्थिति को दर्शाती है, जहां कंपनी द्वारा प्रत्येक वाहन में दुर्लभ पृथ्वी की मात्रा का उपयोग किया जाता है। आधा किलोग्राम से लेकर 10 ग्राम तक होता है।दूसरी स्लाइड पर, सभी दुर्लभ पृथ्वी तत्वों का उपयोग शून्य कर दिया गया है।

चुंबक विज्ञानियों के लिए जो कुछ सामग्रियों में इलेक्ट्रॉनिक गति से उत्पन्न जादुई शक्ति का अध्ययन करते हैं, दुर्लभ पृथ्वी 1 की पहचान आसानी से पहचानी जा सकती है, जो कि नियोडिमियम है।जब इसे लोहे और बोरॉन जैसे सामान्य तत्वों के साथ मिलाया जाता है, तो यह धातु एक मजबूत, हमेशा सक्रिय चुंबकीय क्षेत्र बनाने में मदद कर सकती है।लेकिन कुछ सामग्रियों में यह गुणवत्ता होती है, और यहां तक ​​​​कि बहुत कम दुर्लभ पृथ्वी तत्व चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करते हैं जो 2000 किलोग्राम से अधिक वजन वाली टेस्ला कारों के साथ-साथ औद्योगिक रोबोट से लेकर लड़ाकू जेट तक कई अन्य चीजों को स्थानांतरित कर सकते हैं।यदि टेस्ला मोटर से नियोडिमियम और अन्य दुर्लभ पृथ्वी तत्वों को हटाने की योजना बना रहा है, तो इसके बजाय वह किस चुंबक का उपयोग करेगा?

भौतिकविदों के लिए, एक बात निश्चित है: टेस्ला ने पूरी तरह से नए प्रकार के चुंबकीय पदार्थ का आविष्कार नहीं किया।एनआइरॉन मैग्नेट्स में रणनीति के कार्यकारी उपाध्यक्ष एंडी ब्लैकबर्न ने कहा, "100 से अधिक वर्षों में, हमारे पास नए बिजनेस मैग्नेट हासिल करने के केवल कुछ ही अवसर हो सकते हैं।"NIron मैग्नेट उन कुछ स्टार्टअप्स में से एक है जो अगले अवसर का लाभ उठाने की कोशिश कर रहे हैं।

ब्लैकबर्न और अन्य लोगों का मानना ​​है कि इसकी अधिक संभावना है कि टेस्ला ने बहुत कम शक्तिशाली चुंबक के साथ काम करने का फैसला किया है।कई संभावनाओं के बीच, सबसे स्पष्ट उम्मीदवार फेराइट है: लोहे और ऑक्सीजन से बना एक सिरेमिक, जिसमें थोड़ी मात्रा में स्ट्रोंटियम जैसी धातु मिश्रित होती है।यह सस्ता और बनाने में आसान दोनों है, और 1950 के दशक से, दुनिया भर में रेफ्रिजरेटर के दरवाजे इसी तरह से बनाए जाते रहे हैं।

लेकिन आयतन के संदर्भ में, फेराइट का चुंबकत्व नियोडिमियम चुंबक का केवल दसवां हिस्सा है, जो नए प्रश्न उठाता है।टेस्ला के सीईओ एलोन मस्क हमेशा समझौता न करने के लिए जाने जाते हैं, लेकिन अगर टेस्ला को फेराइट में स्थानांतरित करना है, तो ऐसा लगता है कि कुछ रियायतें दी जानी चाहिए।

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

टेस्ला कारों के पिछले पहियों के लिए, ये बल स्थायी चुंबक वाले मोटरों द्वारा प्रदान किए जाते हैं, एक अजीब सामग्री जिसमें स्थिर चुंबकीय क्षेत्र होता है और कोई वर्तमान इनपुट नहीं होता है, परमाणुओं के चारों ओर इलेक्ट्रॉनों के चतुर स्पिन के लिए धन्यवाद।बैटरी को अपग्रेड किए बिना रेंज बढ़ाने और टॉर्क बढ़ाने के लिए टेस्ला ने लगभग पांच साल पहले कारों में इन मैग्नेट को जोड़ना शुरू किया था।इससे पहले, कंपनी इलेक्ट्रोमैग्नेट के आसपास निर्मित इंडक्शन मोटर्स का उपयोग करती थी, जो बिजली की खपत करके चुंबकत्व उत्पन्न करते हैं।फ्रंट मोटर्स से लैस वे मॉडल अभी भी इस मोड का उपयोग कर रहे हैं।

दुर्लभ पृथ्वी और चुम्बकों को त्यागने का टेस्ला का कदम थोड़ा अजीब लगता है।कार कंपनियां अक्सर दक्षता को लेकर जुनूनी होती हैं, खासकर इलेक्ट्रिक वाहनों के मामले में, जहां वे अभी भी ड्राइवरों को रेंज के डर को दूर करने के लिए मनाने की कोशिश कर रही हैं।लेकिन जैसे-जैसे कार निर्माता इलेक्ट्रिक वाहनों के उत्पादन पैमाने का विस्तार करना शुरू करते हैं, कई परियोजनाएं जिन्हें पहले बहुत अक्षम माना जाता था, वे फिर से सामने आ रही हैं।

इसने टेस्ला सहित कार निर्माताओं को लिथियम आयरन फॉस्फेट (एलएफपी) बैटरी का उपयोग करके अधिक कारें बनाने के लिए प्रेरित किया है।कोबाल्ट और निकल जैसे तत्वों वाली बैटरियों की तुलना में, इन मॉडलों की रेंज अक्सर कम होती है।यह अधिक वजन और कम भंडारण क्षमता वाली एक पुरानी तकनीक है।वर्तमान में, लो-स्पीड पावर द्वारा संचालित मॉडल 3 की रेंज 272 मील (लगभग 438 किलोमीटर) है, जबकि अधिक उन्नत बैटरी से लैस रिमोट मॉडल एस 400 मील (640 किलोमीटर) तक पहुंच सकता है।हालाँकि, लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी का उपयोग अधिक समझदार व्यावसायिक विकल्प हो सकता है, क्योंकि यह अधिक महंगी और यहां तक ​​कि राजनीतिक रूप से जोखिम भरी सामग्रियों के उपयोग से बचाता है।

हालाँकि, टेस्ला द्वारा किसी भी अन्य परिवर्तन किए बिना, मैग्नेट को फेराइट जैसी किसी बदतर चीज़ से बदलने की संभावना नहीं है।उप्साला विश्वविद्यालय की भौतिक विज्ञानी अलैना विश्ना ने कहा, “आप अपनी कार में एक विशाल चुंबक लेकर चलेंगे।सौभाग्य से, इलेक्ट्रिक मोटर कई अन्य घटकों के साथ काफी जटिल मशीनें हैं जिन्हें कमजोर मैग्नेट के उपयोग के प्रभाव को कम करने के लिए सैद्धांतिक रूप से पुन: व्यवस्थित किया जा सकता है।

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

इन सिरदर्दों के बावजूद, कार कंपनियों के पास अभी भी दुर्लभ पृथ्वी तत्वों को त्यागने के कई कारण हैं, बशर्ते वे ऐसा कर सकें।पूरे दुर्लभ पृथ्वी बाजार का मूल्य संयुक्त राज्य अमेरिका में अंडा बाजार के समान है, और सैद्धांतिक रूप से, दुर्लभ पृथ्वी तत्वों का खनन, प्रसंस्करण और दुनिया भर में चुंबक में परिवर्तित किया जा सकता है, लेकिन वास्तव में, ये प्रक्रियाएं कई चुनौतियां पेश करती हैं।

खनिज विश्लेषक और लोकप्रिय दुर्लभ पृथ्वी अवलोकन ब्लॉगर थॉमस क्रूमर ने कहा, “यह 10 बिलियन डॉलर का उद्योग है, लेकिन हर साल बनाए गए उत्पादों का मूल्य 2 ट्रिलियन डॉलर से 3 ट्रिलियन डॉलर तक होता है, जो एक बहुत बड़ा लाभ है।कारों के लिए भी यही बात लागू होती है।भले ही उनमें केवल कुछ किलोग्राम ही यह पदार्थ हो, उन्हें हटाने का मतलब है कि कारें तब तक नहीं चल सकतीं जब तक कि आप पूरे इंजन को फिर से डिज़ाइन करने के इच्छुक न हों।

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