八年前,當(dāng)中國決定大幅削減對稀土的使用時,世界震驚非常大,因為中國肩負著全球約90%的原材料供給。稀土約有17種金屬,包括在電動車的發(fā)動機里需要的磁性釹和鏑。
針對這一變化,德國立即開始思考。迫切需要解決的問題是如何減少對稀土的依賴以及如何減少電動機中稀土的比例?除其他事項外,弗勞恩霍夫研究所專門立項研究,解決工作組織弗勞恩霍夫研究所所長拉爾夫Wehrspohn指出“釹磁鐵很好用”。弗勞恩霍夫協(xié)會主席解釋道“我們已經(jīng)在整個價值鏈上采取行動,得到了專業(yè)知識” 。所長拉爾夫Wehrspohn也補充“如果我們什么都不做,就在預(yù)測全球經(jīng)濟將增長的2030年,我們會遇到瓶頸?!?/p> 因此,研究人員的目標(biāo)是更明智地使用現(xiàn)有的稀土,或?qū)ふ姨娲牧?,尤其是鏑和釹元素,是某些電動機中使用的磁鐵所需要的。而對于永磁同步電動機而言,稀土尤其顯得重要,例如現(xiàn)代科納,保時捷泰康或大眾電子高爾夫中使用的永磁同步電機等。不過,在單獨激勵的異步電動機(包括特斯拉Model S和X,奧迪e-tron quattro,梅賽德斯EQC,雷諾Zo?)中,由于沒有永磁體,所以對稀土的需求不大。 弗勞恩霍夫研究的方法是有希望的,科學(xué)家結(jié)合所有的可能性,研制出稀土存儲系統(tǒng),然后降低引擎對原本所需的鏑和釹的需求量,約能減掉原需求量的20%。 除此之外,研究人員還參與了永磁體的制造過程,這些被制造的永磁體出現(xiàn)在日產(chǎn)Leaf,特斯拉Model 3或Harley-Davidson的新型“LiveWire”電動摩托車?!拔覀円呀?jīng)學(xué)到了很多,并開發(fā)了一種減少稀土用量的方法,”Wehrspohn繼續(xù)說道。十年前,一輛乘用車的所有電動馬達重達四公斤。今天它只有兩公斤?!斑@是一個巨大的成功?!?/p> 根據(jù)弗勞恩霍夫研究所的說法,過去在電動車窗中的許多稀土都可以被其他材料所取代。此外,德國科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)了一些不含稀土但也可以成為磁鐵的物質(zhì)。 電動機回收市場除了找到減少稀土需求的方法之外,弗勞恩霍夫科學(xué)家們還關(guān)注發(fā)動機的智能設(shè)計,并研究如何促進稀土的回收再利用:研究人員設(shè)計了一種從汽車或風(fēng)力渦輪機中回收永久磁鐵的程序,這樣一來,純氫可以被粉碎成微小顆粒,經(jīng)過重新澆注即可再次使用,研究結(jié)果顯示,這種程序使得新磁鐵和回收磁鐵性能差僅在4%左右的區(qū)間。
不過,弗勞恩霍夫Wehrspohn教授指出了實現(xiàn)上述磁鐵回收再利用程序的難題,“在德國的垃圾場,只有登記著約20%配額的廢棄電動汽車?!薄按蠖鄶?shù)車輛出口到國外,因此也廢棄在外面,對于鋰電池和稀土的回收再利用,這是一個巨大的利潤豐厚的市場”。
|