En los últimos años, las palabras “elementos de tierras rarasLos términos "vehículos de nuevas energías" y "desarrollo integrado" aparecen cada vez con más frecuencia en los medios de comunicación. ¿Por qué? Esto se debe principalmente a la creciente atención que el país presta al desarrollo de las industrias de protección ambiental y ahorro energético, y al enorme potencial para la integración y el desarrollo de tierras raras en el campo de los vehículos de nuevas energías. ¿Cuáles son las cuatro principales aplicaciones de las tierras raras en los vehículos de nuevas energías?
△ Motor de imán permanente de tierras raras
I
Motor de imán permanente de tierras raras
El motor de imán permanente de tierras raras es un nuevo tipo de motor de imán permanente que surgió a principios de la década de 1970. Su principio de funcionamiento es el mismo que el de un motor síncrono de excitación eléctrica, con la diferencia de que el primero utiliza un imán permanente en lugar del devanado de excitación. En comparación con los motores de excitación eléctrica tradicionales, los motores de imán permanente de tierras raras presentan ventajas significativas, como una estructura simple, un funcionamiento fiable, un tamaño compacto, un peso ligero, bajas pérdidas y una alta eficiencia. Además, su diseño flexible en forma y tamaño lo hace muy apreciado en el sector de los vehículos de nueva energía. Los motores de imán permanente de tierras raras en automóviles convierten principalmente la energía eléctrica de la batería en energía mecánica, impulsando el volante del motor para girar y arrancarlo.
II
Batería de energía de tierras raras
Los elementos de tierras raras no solo pueden participar en la preparación de los materiales de electrodos convencionales actuales para baterías de litio, sino que también sirven como materias primas para la preparación de electrodos positivos para baterías de plomo-ácido o baterías de níquel-hidruro metálico.
Batería de litio: Gracias a la adición de tierras raras, la estabilidad estructural del material está ampliamente garantizada y los canales tridimensionales para la migración activa de iones de litio también se expanden en cierta medida. Esto permite que la batería de iones de litio preparada tenga mayor estabilidad de carga, reversibilidad del ciclo electroquímico y una mayor vida útil.
Batería de plomo-ácido: Investigaciones nacionales demuestran que la adición de tierras raras mejora la resistencia a la tracción, la dureza, la resistencia a la corrosión y la sobretensión de la aleación de plomo de la placa del electrodo. La adición de tierras raras al componente activo puede reducir la liberación de oxígeno positivo, mejorar la tasa de utilización del material activo positivo y, por lo tanto, prolongar el rendimiento y la vida útil de la batería.
Batería de níquel-metal hidruro: La batería de níquel-metal hidruro ofrece ventajas como alta capacidad específica, alta corriente, buen rendimiento de carga y descarga, y ausencia de contaminación. Por ello, se la denomina "batería ecológica" y se utiliza ampliamente en la industria automotriz, la electrónica y otros sectores. Para mantener las excelentes características de descarga a alta velocidad de la batería de níquel-metal hidruro y, al mismo tiempo, inhibir su deterioro, la patente japonesa JP2004127549 introduce que el cátodo de la batería puede estar compuesto de una aleación de almacenamiento de hidrógeno a base de tierras raras, magnesio y níquel.
△ Vehículos de nueva energía
III
Catalizadores en convertidores catalíticos ternarios
Como es bien sabido, no todos los vehículos de nueva energía pueden lograr cero emisiones, como los vehículos eléctricos híbridos y los vehículos eléctricos programables, que liberan cierta cantidad de sustancias tóxicas durante su uso. Para reducir las emisiones de escape, algunos vehículos se ven obligados a instalar convertidores catalíticos de tres vías al salir de fábrica. Cuando el escape a alta temperatura pasa a través de ellos, los convertidores catalíticos de tres vías mejoran la actividad de CO, HC y NOx en el gas a través del agente de purificación incorporado, de modo que puedan completar la oxidación-reducción y generar gases inocuos, lo que contribuye a la protección del medio ambiente.
El componente principal del catalizador ternario son las tierras raras, que desempeñan un papel fundamental en el almacenamiento de materiales, sustituyen a algunos de los catalizadores principales y actúan como auxiliares catalíticos. Las tierras raras utilizadas en el catalizador de purificación de gases de cola son principalmente una mezcla de óxido de cerio, óxido de praseodimio y óxido de lantano, ricos en minerales de tierras raras en China.
IV
Materiales cerámicos en sensores de oxígeno
Los elementos de tierras raras poseen funciones únicas de almacenamiento de oxígeno gracias a su singular estructura electrónica y se utilizan a menudo en la preparación de materiales cerámicos para sensores de oxígeno en sistemas de inyección electrónica de combustible, lo que resulta en un mejor rendimiento catalítico. El sistema de inyección electrónica de combustible es un dispositivo avanzado de inyección de combustible adoptado por motores de gasolina sin carburador y se compone principalmente de tres partes principales: sistema de aire, sistema de combustible y sistema de control.
Además, las tierras raras también tienen una amplia gama de aplicaciones en piezas como engranajes, neumáticos y acero de carrocería. Se puede afirmar que las tierras raras son elementos esenciales en el campo de los vehículos de nuevas energías.
Hora de publicación: 14 de julio de 2023