Mae neodymium ac elfennau daear prin eraill yn galluogi moduron â phŵer uchel a dwysedd torque uchel. Yn ffodus, nid yw'r cynhwysion hanfodol hyn mor brin ag y gallai eu henwau awgrymu. Er mwyn ateb y galw cynyddol yn y dyfodol, mae gwyddonwyr wedi dechrau ymchwilio i ddulliau ailgylchu newydd.
Cyn belled ag y daw i gerbydau trydan, bydd yr allweddair "daear prin" yn ymddangos yn fuan. I gemegwyr, mae "daear prin" yn golygu un o'r 17 "metelau daear prin" ar y tabl cyfnodol, megis lanthanum, praseodymium, neodymium, terbium, dysprosium, a lutetium. Mae rhai ohonynt yn chwarae rhan bwysig ym moduron a batris cerbydau trydan. Er enghraifft, yn y magnetau moduron tyniant, yn ogystal â haearn, mae hefyd yn cynnwys tua 30 y cant o fetelau daear prin. Mae'r metelau daear prin yma yn bennaf neodymium, ond hefyd dysprosium a terbium. Eu mantais: Gall hyd yn oed magnetau â dimensiynau bach iawn gynhyrchu meysydd magnetig pwerus, sy'n fuddiol iawn ar gyfer systemau gyriant trydan.
"Diolch i'r metelau daear prin yn y magnetau, gall moduron cydamserol magnet parhaol gyflawni dwyseddau pŵer a torque hynod o uchel, a thrwy hynny gynyddu effeithlonrwydd y system yrru gyfan." Raphael Piotuch, peiriannydd prosiect ar gyfer moduron trydan yn Porsche Engineering Dr Rafal Piotuch (Dr Rafal Piotuch), "Nid oes angen defnyddio deunyddiau magnet eraill, megis ferrite, i ddefnyddio daearoedd prin, ond byddant yn arwain at ddiffyg pwysau. a gofod gosod yn y modur." Mae rhai cerbydau trydan yn defnyddio moduron asyncronig i Amnewid modur cydamserol magnet parhaol. Fodd bynnag, ni all y naill na'r llall gyflawni dwysedd pŵer uchel a pherfformiad moduron gan ddefnyddio magnetau metel daear prin. Am y rheswm hwn, yn enwedig mewn ceir chwaraeon, mae'n debyg na fydd neodymium, dysprosium a terbium yn cael eu disodli mor fuan.
Erys y cwestiwn: a yw daearoedd prin yn wirioneddol brin? Na, nid ydynt yn brin, ac mae rhai daearoedd prin hyd yn oed yn fwy niferus ar y Ddaear na phlwm; yn 2021, cynhyrchwyd bron i 280,000 tunnell o ocsidau daear prin yn fyd-eang. “Fodd bynnag, mae mwyngloddio priddoedd prin yn llafurddwys iawn,” eglura Matthias Böger, peiriannydd prosiect sy’n arbenigo mewn cyfrifiadura modur trydan yn Porsche Engineering. "Mae daearoedd prin yn cael eu tynnu o fwynau mewn proses gymhleth. Mae'r ocsidau daear prin yn cael eu gwahanu oddi wrth y mwyn, sydd wedyn yn cael ei drawsnewid yn fetelau pur."
Ar ben hynny: nid yw dosbarthiad dyddodion mwynau yn y byd yn unffurf, ac mae ychydig o wledydd wedi meistroli rhan fawr o'r dyddodion mwynau. Efallai y bydd galw'r farchnad am ddaearoedd prin yn y dyfodol yn cynyddu'n sydyn. Amcangyfrifir, erbyn 2040, y bydd y galw byd-eang am moduron tyniant yn unig yn cynyddu i 20 gwaith y galw yn 2018. Yn ogystal, mae angen y deunyddiau crai hyn ar gynhyrchwyr ynni gwynt hefyd, a disgwylir i'r galw yn y maes hwn gynyddu 4 gwaith yn ystod yr un cyfnod. Er mwyn sicrhau cyflenwad sefydlog hirdymor, mae ymchwil dwys ar y gweill ar hyn o bryd ar ddulliau ailgylchu ar gyfer neodymium a daearoedd prin eraill.
Gwybodaeth Hawlfraint
Cyhoeddwyd yr erthygl wreiddiol yn wreiddiol yn rhifyn 1 2023 o gylchgrawn Porsche Engineering "Porsche Engineering"
Testun: Christian Buck
Llun: Oriana Fenwick
Hawlfraint: Mae hawlfraint ar bob delwedd, fideo a ffeil sain a gyhoeddir yn yr erthygl hon. Ni chaniateir atgynhyrchu'n gyfan gwbl neu'n rhannol heb ganiatâd ysgrifenedig Dr Ing. hc F. Porsche AG. Cysylltwch â newsroom@porsche.com am ragor o wybodaeth.
