近年、「希土類元素「新エネルギー車」「統合開発」といったキーワードがメディアでますます頻繁に登場しています。なぜでしょうか？これは主に、国が環境保護・省エネ産業の発展にますます力を入れていること、そして新エネルギー車分野における希土類元素の統合・開発の大きな可能性に起因しています。新エネルギー車における希土類元素の4つの主要な応用方向は何でしょうか？
△希土類永久磁石モータ
I
希土類永久磁石モーター
希土類永久磁石モーターは、1970年代初頭に登場した新しいタイプの永久磁石モーターです。その動作原理は、励磁巻線の代わりに永久磁石を使用して励磁する点を除けば、電気励磁同期モーターと同じです。従来の電気励磁モーターと比較して、希土類永久磁石モーターは、構造が簡単で、動作が信頼でき、サイズが小さく、軽量で、損失が少なく、効率が高いなどの大きな利点があります。さらに、モーターの形状とサイズを柔軟に設計できるため、新エネルギー車の分野で高く評価されています。自動車に搭載される希土類永久磁石モーターは、主に動力バッテリーの電気エネルギーを機械エネルギーに変換し、エンジンのフライホイールを回転させてエンジンを始動させます。
II
希土類発電バッテリー
希土類元素は、現在主流のリチウム電池の電極材料の製造に用いられるだけでなく、鉛蓄電池やニッケル水素電池の正極の製造原料としても用いられます。
リチウム電池：希土類元素の添加により、材料の構造安定性が大幅に向上し、リチウムイオンの活性移動のための三次元チャネルもある程度拡張されます。これにより、製造されたリチウムイオン電池は、より高い充電安定性、電気化学的サイクル可逆性、およびより長いサイクル寿命を実現します。
鉛蓄電池：国内の研究によると、希土類元素の添加は、鉛系合金極板の引張強度、硬度、耐腐食性、酸素発生過電圧の向上に寄与することが示されています。活物質に希土類元素を添加することで、正極活物質からの酸素放出を抑制し、正極活物質の利用率を向上させ、ひいては電池の性能と寿命を向上させることができます。
ニッケル水素電池：ニッケル水素電池は、高い比容量、高電流、優れた充放電特性、無公害性などの利点を有するため、「グリーン電池」と呼ばれ、自動車、電子機器などの分野で広く使用されています。ニッケル水素電池の優れた高速放電特性を維持しながら寿命の劣化を抑制するため、日本特許JP2004127549では、電池正極に希土類マグネシウムニッケル系水素吸蔵合金を用いることが提案されています。
△新エネルギー車
3
三元触媒コンバータの触媒
ご存知の通り、すべての新エネルギー車がゼロエミッションを達成できるわけではありません。例えば、ハイブリッド電気自動車やプログラマブル電気自動車などは、使用中に一定量の有毒物質を排出します。自動車の排気ガス排出量を削減するため、一部の車両では工場出荷時に三元触媒コンバーターの搭載が義務付けられています。高温の自動車排気ガスが三元触媒コンバーターを通過すると、内蔵の浄化剤によって排気中のCO、HC、NOxの活性が高まり、酸化還元反応が完了して無害なガスが生成されるため、環境保護に役立ちます。
三元触媒の主成分は希土類元素であり、物質の貯蔵、主要触媒の一部の代替、触媒助剤として重要な役割を果たします。排ガス浄化触媒に使用される希土類元素は、主に酸化セリウム、酸化プラセオジム、酸化ランタンの混合物で、中国ではこれらの希土類鉱物が豊富に産出されます。
IV
酸素センサーのセラミック材料
希土類元素は、その独特な電子構造により、特異な酸素貯蔵機能を有しており、電子燃料噴射システムの酸素センサー用セラミック材料の製造によく使用され、触媒性能を向上させます。電子燃料噴射システムは、キャブレターレスガソリンエンジンに採用されている先進的な燃料噴射装置であり、主に空気系、燃料系、制御系の3つの主要部分で構成されています。
さらに、レアアースはギア、タイヤ、車体鋼板などの部品にも幅広く応用されており、新エネルギー車分野において不可欠な元素と言えるでしょう。
投稿日時: 2023年7月14日