In den letzten Jahren wurden die Worte „Seltene Erden„, „Fahrzeuge mit alternativem Antrieb“ und „integrierte Entwicklung“ tauchen immer häufiger in den Medien auf. Warum? Dies liegt vor allem an der zunehmenden Aufmerksamkeit, die China der Entwicklung von Umweltschutz- und Energiesparindustrien schenkt, sowie am enormen Potenzial für die Integration und Entwicklung von Seltenen Erden im Bereich der Fahrzeuge mit alternativem Antrieb. Welche vier Hauptanwendungsgebiete gibt es für Seltene Erden in Fahrzeugen mit alternativem Antrieb?
△ Seltenerd-Permanentmagnetmotor
I
Seltenerd-Permanentmagnetmotor
Der Seltenerd-Permanentmagnetmotor ist eine neue Art von Permanentmagnetmotor, die Anfang der 1970er Jahre auf den Markt kam. Sein Funktionsprinzip entspricht dem eines elektrisch erregten Synchronmotors, mit dem Unterschied, dass hier ein Permanentmagnet anstelle der Erregerwicklung zur Erregung eingesetzt wird. Im Vergleich zu herkömmlichen Elektromotoren bieten Seltenerd-Permanentmagnetmotoren entscheidende Vorteile wie einfache Konstruktion, zuverlässigen Betrieb, geringe Größe, geringes Gewicht, geringe Verluste und einen hohen Wirkungsgrad. Darüber hinaus sind Form und Größe des Motors flexibel gestaltbar, was ihn im Bereich der Fahrzeuge mit alternativen Antrieben besonders beliebt macht. Seltenerd-Permanentmagnetmotoren in Kraftfahrzeugen wandeln hauptsächlich die elektrische Energie der Antriebsbatterie in mechanische Energie um und treiben das Schwungrad des Motors an, wodurch dieser den Motor startet.
II
Seltenerd-Batterie
Seltene Erden können nicht nur bei der Herstellung der derzeit gängigen Elektrodenmaterialien für Lithiumbatterien verwendet werden, sondern dienen auch als Rohstoffe für die Herstellung positiver Elektroden für Blei-Säure-Batterien oder Nickel-Metallhydrid-Batterien.
Lithiumbatterie: Durch die Zugabe von Seltenerdelementen wird die strukturelle Stabilität des Materials weitgehend gewährleistet und die dreidimensionalen Kanäle für die aktive Lithiumionenmigration werden bis zu einem gewissen Grad erweitert. Dies ermöglicht der hergestellten Lithium-Ionen-Batterie eine höhere Ladestabilität, eine bessere Reversibilität des elektrochemischen Zyklus und eine längere Lebensdauer.
Blei-Säure-Batterie: Untersuchungen im Inland zeigen, dass die Zugabe von Seltenen Erden die Zugfestigkeit, Härte, Korrosionsbeständigkeit und Sauerstoffentwicklungsüberspannung der bleibasierten Legierung der Elektrodenplatte verbessert. Die Zugabe von Seltenen Erden zur aktiven Komponente kann die Freisetzung von positivem Sauerstoff reduzieren, die Auslastung des positiven aktiven Materials verbessern und somit die Leistung und Lebensdauer der Batterie verbessern.
Nickel-Metallhydrid-Akkus: Nickel-Metallhydrid-Akkus zeichnen sich durch hohe spezifische Kapazität, hohe Stromstärke, gute Lade- und Entladeeigenschaften sowie geringe Umweltbelastung aus. Daher werden sie auch als „grüne Akkus“ bezeichnet und häufig in der Automobilindustrie, der Elektronik und anderen Bereichen eingesetzt. Um die hervorragenden Hochgeschwindigkeitsentladeeigenschaften von Nickel-Metallhydrid-Akkus zu erhalten und gleichzeitig deren Lebensdauer zu verkürzen, wird im japanischen Patent JP2004127549 vorgeschlagen, dass die Batteriekathode aus einer Wasserstoffspeicherlegierung auf Basis von Seltenerd-Magnesium-Nickel bestehen kann.
△ Fahrzeuge mit neuer Energie
III
Katalysatoren in Dreistoffkatalysatoren
Bekanntlich erreichen nicht alle Fahrzeuge mit alternativer Antriebstechnologie emissionsfreie Werte, wie beispielsweise Hybrid- und programmierbare Elektrofahrzeuge, die während des Betriebs eine gewisse Menge an Schadstoffen freisetzen. Um die Abgasemissionen zu reduzieren, werden einige Fahrzeuge ab Werk mit Dreiwegekatalysatoren ausgerüstet. Beim Durchströmen der heißen Abgase erhöht der Dreiwegekatalysator die Aktivität von CO, HC und NOx im eingebauten Reinigungsmittel, sodass die Redoxreaktion abgeschlossen ist und unschädliche Gase entstehen, was dem Umweltschutz zugutekommt.
Der Hauptbestandteil des ternären Katalysators sind Seltenerdelemente, die eine Schlüsselrolle bei der Speicherung von Materialien spielen, einige der Hauptkatalysatoren ersetzen und als katalytische Hilfsmittel dienen. Die im Abgasreinigungskatalysator verwendeten Seltenen Erden sind hauptsächlich eine Mischung aus Ceroxid, Praseodymoxid und Lanthanoxid, die in China reich an Seltenerdmineralien sind.
IV
Keramische Materialien in Sauerstoffsensoren
Seltene Erden besitzen aufgrund ihrer einzigartigen elektronischen Struktur einzigartige Sauerstoffspeicherfunktionen und werden häufig zur Herstellung von Keramikmaterialien für Sauerstoffsensoren in elektronischen Kraftstoffeinspritzsystemen verwendet, was zu einer besseren katalytischen Leistung führt. Das elektronische Kraftstoffeinspritzsystem ist ein fortschrittliches Kraftstoffeinspritzsystem für Benzinmotoren ohne Vergaser und besteht im Wesentlichen aus drei Hauptteilen: Luftsystem, Kraftstoffsystem und Steuerungssystem.
Darüber hinaus finden Seltene Erden vielfältige Anwendungsmöglichkeiten in Bauteilen wie Zahnrädern, Reifen und Karosseriestahl. Man kann sagen, dass Seltene Erden im Bereich der Fahrzeuge mit alternativer Energie unverzichtbar sind.
Beitragszeit: 14. Juli 2023