पुरवठा साखळी आणि पर्यावरणीय समस्यांमुळे, टेस्लाचा पॉवरट्रेन विभाग मोटर्समधून दुर्मिळ पृथ्वी चुंबक काढून टाकण्यासाठी कठोर परिश्रम करत आहे आणि पर्यायी उपाय शोधत आहे.
टेस्लाने अद्याप पूर्णपणे नवीन चुंबकीय साहित्याचा शोध लावलेला नाही, त्यामुळे ते विद्यमान तंत्रज्ञानाचा वापर करून, बहुधा स्वस्त आणि सहज बनवता येणारे फेराइट वापरून काम करू शकेल.
फेराइट मॅग्नेट काळजीपूर्वक ठेवून आणि मोटर डिझाइनच्या इतर पैलूंमध्ये समायोजन करून, अनेक कामगिरी निर्देशकदुर्मिळ पृथ्वीड्राइव्ह मोटर्सची प्रतिकृती बनवता येते. या प्रकरणात, मोटरचे वजन फक्त 30% वाढते, जे कारच्या एकूण वजनाच्या तुलनेत एक छोटासा फरक असू शकतो.
४. नवीन चुंबकीय पदार्थांमध्ये खालील तीन मूलभूत वैशिष्ट्ये असणे आवश्यक आहे: १) त्यांच्यात चुंबकत्व असणे आवश्यक आहे; २) इतर चुंबकीय क्षेत्रांच्या उपस्थितीत चुंबकत्व राखणे सुरू ठेवा; ३) उच्च तापमान सहन करू शकेल.
टेन्सेंट टेक्नॉलॉजी न्यूजनुसार, इलेक्ट्रिक वाहन उत्पादक टेस्लाने म्हटले आहे की त्यांच्या कारच्या मोटर्समध्ये यापुढे दुर्मिळ पृथ्वी घटकांचा वापर केला जाणार नाही, याचा अर्थ टेस्लाच्या अभियंत्यांना पर्यायी उपाय शोधण्यासाठी त्यांची सर्जनशीलता पूर्णपणे मुक्त करावी लागेल.
गेल्या महिन्यात, एलोन मस्क यांनी टेस्ला इन्व्हेस्टर डे कार्यक्रमात "थर्ड पार्ट ऑफ द मास्टर प्लॅन" प्रसिद्ध केले. त्यापैकी, भौतिकशास्त्राच्या क्षेत्रात खळबळ उडवून देणारा एक छोटासा तपशील आहे. टेस्लाच्या पॉवरट्रेन विभागातील वरिष्ठ कार्यकारी कॉलिन कॅम्पबेल यांनी घोषणा केली की त्यांची टीम पुरवठा साखळीच्या समस्यांमुळे आणि दुर्मिळ पृथ्वी चुंबकांच्या निर्मितीच्या महत्त्वपूर्ण नकारात्मक परिणामामुळे मोटर्समधून दुर्मिळ पृथ्वी चुंबक काढून टाकत आहे.
हे ध्येय साध्य करण्यासाठी, कॅम्पबेलने तीन रहस्यमय पदार्थांचा समावेश असलेल्या दोन स्लाईड्स सादर केल्या ज्या हुशारीने दुर्मिळ पृथ्वी १, दुर्मिळ पृथ्वी २ आणि दुर्मिळ पृथ्वी ३ असे लेबल लावण्यात आले आहेत. पहिली स्लाईड टेस्लाच्या सध्याच्या परिस्थितीचे प्रतिनिधित्व करते, जिथे कंपनीने प्रत्येक वाहनात वापरलेल्या दुर्मिळ पृथ्वीचे प्रमाण अर्धा किलो ते १० ग्रॅम पर्यंत असते. दुसऱ्या स्लाईडवर, सर्व दुर्मिळ पृथ्वी घटकांचा वापर शून्यावर आणण्यात आला आहे.
विशिष्ट पदार्थांमध्ये इलेक्ट्रॉनिक हालचालींमुळे निर्माण होणाऱ्या जादुई शक्तीचा अभ्यास करणाऱ्या चुंबकशास्त्रज्ञांसाठी, दुर्मिळ पृथ्वी १ ची ओळख सहज ओळखता येते, जी निओडायमियम आहे. लोह आणि बोरॉन सारख्या सामान्य घटकांमध्ये जोडल्यास, हा धातू एक मजबूत, नेहमी चालू असलेले चुंबकीय क्षेत्र तयार करण्यास मदत करू शकतो. परंतु काही पदार्थांमध्ये ही गुणवत्ता असते आणि त्याहूनही कमी दुर्मिळ पृथ्वी घटक चुंबकीय क्षेत्र निर्माण करतात जे २००० किलोग्रॅमपेक्षा जास्त वजनाच्या टेस्ला कार तसेच औद्योगिक रोबोटपासून ते लढाऊ विमानांपर्यंत इतर अनेक गोष्टी हलवू शकतात. जर टेस्ला मोटरमधून निओडायमियम आणि इतर दुर्मिळ पृथ्वी घटक काढून टाकण्याची योजना आखत असेल, तर त्याऐवजी ते कोणते चुंबक वापरेल?
भौतिकशास्त्रज्ञांसाठी, एक गोष्ट निश्चित आहे: टेस्लाने पूर्णपणे नवीन प्रकारचे चुंबकीय साहित्य शोधले नाही. निरॉन मॅग्नेटचे स्ट्रॅटेजीचे कार्यकारी उपाध्यक्ष अँडी ब्लॅकबर्न म्हणाले, "१०० वर्षांहून अधिक काळात, आपल्याला नवीन व्यवसाय चुंबक मिळविण्याच्या फार कमी संधी मिळतील." निरॉन मॅग्नेट ही पुढील संधीचा फायदा घेण्याचा प्रयत्न करणाऱ्या काही स्टार्टअप्सपैकी एक आहे.
ब्लॅकबर्न आणि इतरांचा असा विश्वास आहे की टेस्लाने कमी शक्तिशाली चुंबकाचा वापर करण्याचा निर्णय घेतला असण्याची शक्यता जास्त आहे. अनेक शक्यतांपैकी, सर्वात स्पष्ट उमेदवार म्हणजे फेराइट: लोह आणि ऑक्सिजनपासून बनलेला एक सिरेमिक, ज्यामध्ये स्ट्रॉन्टियम सारख्या थोड्या प्रमाणात धातू मिसळला जातो. हे स्वस्त आणि उत्पादन करण्यास सोपे आहे आणि १९५० पासून, जगभरात रेफ्रिजरेटरचे दरवाजे अशा प्रकारे तयार केले जात आहेत.
परंतु आकारमानाच्या बाबतीत, फेराइटचे चुंबकत्व निओडीमियम चुंबकांपेक्षा फक्त एक दशांश आहे, जे नवीन प्रश्न उपस्थित करते. टेस्लाचे सीईओ एलोन मस्क नेहमीच अविचारी म्हणून ओळखले जातात, परंतु जर टेस्लाला फेराइटकडे वळायचे असेल तर काही सवलती द्याव्या लागतील असे दिसते.
बॅटरी ही इलेक्ट्रिक वाहनांची शक्ती आहे असे मानणे सोपे आहे, परंतु प्रत्यक्षात, इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक ड्रायव्हिंगमुळे इलेक्ट्रिक वाहने चालतात. टेस्ला कंपनी आणि चुंबकीय युनिट "टेस्ला" दोन्ही एकाच व्यक्तीच्या नावावरून ठेवले गेले आहेत हा योगायोग नाही. जेव्हा इलेक्ट्रॉन मोटरमधील कॉइलमधून वाहतात तेव्हा ते एक इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्ड तयार करतात जे विरुद्ध चुंबकीय शक्ती चालवते, ज्यामुळे मोटरचा शाफ्ट चाकांसोबत फिरतो.
टेस्ला कारच्या मागील चाकांसाठी, हे बल कायमस्वरूपी चुंबक असलेल्या मोटर्सद्वारे प्रदान केले जातात, स्थिर चुंबकीय क्षेत्र असलेले एक विचित्र पदार्थ आणि कोणतेही विद्युत प्रवाह इनपुट नाही, हे अणूंभोवती इलेक्ट्रॉनच्या हुशार फिरकीमुळे आहे. टेस्लाने बॅटरी अपग्रेड न करता श्रेणी वाढविण्यासाठी आणि टॉर्क वाढवण्यासाठी सुमारे पाच वर्षांपूर्वी कारमध्ये हे चुंबक जोडण्यास सुरुवात केली. याआधी, कंपनी इलेक्ट्रोमॅग्नेट्सभोवती तयार केलेल्या इंडक्शन मोटर्स वापरत होती, जे वीज वापरुन चुंबकत्व निर्माण करतात. समोरील मोटर्सने सुसज्ज असलेले मॉडेल अजूनही या मोडचा वापर करत आहेत.
टेस्लाने दुर्मिळ पृथ्वी आणि चुंबकांना सोडून देण्याचा घेतलेला निर्णय थोडा विचित्र वाटतो. कार कंपन्या बहुतेकदा कार्यक्षमतेचे वेड लावतात, विशेषतः इलेक्ट्रिक वाहनांच्या बाबतीत, जिथे ते अजूनही ड्रायव्हर्सना त्यांच्या रेंजच्या भीतीवर मात करण्यासाठी पटवून देण्याचा प्रयत्न करत असतात. परंतु कार उत्पादक इलेक्ट्रिक वाहनांच्या उत्पादनाचे प्रमाण वाढवू लागल्याने, पूर्वी खूप अकार्यक्षम मानले जाणारे अनेक प्रकल्प पुन्हा समोर येत आहेत.
यामुळे टेस्लासह कार उत्पादकांना लिथियम आयर्न फॉस्फेट (LFP) बॅटरी वापरून अधिक कार तयार करण्यास प्रवृत्त केले आहे. कोबाल्ट आणि निकेल सारख्या घटक असलेल्या बॅटरीच्या तुलनेत, या मॉडेल्समध्ये बहुतेकदा कमी रेंज असते. हे जास्त वजन आणि कमी साठवण क्षमता असलेले जुने तंत्रज्ञान आहे. सध्या, कमी-स्पीड पॉवरने चालणारे मॉडेल 3 ची रेंज 272 मैल (अंदाजे 438 किलोमीटर) आहे, तर अधिक प्रगत बॅटरीने सुसज्ज रिमोट मॉडेल S 400 मैल (640 किलोमीटर) पर्यंत पोहोचू शकते. तथापि, लिथियम आयर्न फॉस्फेट बॅटरीचा वापर हा अधिक योग्य व्यवसाय पर्याय असू शकतो, कारण ते अधिक महाग आणि राजकीयदृष्ट्या धोकादायक सामग्रीचा वापर टाळते.
तथापि, टेस्ला इतर कोणतेही बदल न करता चुंबकांच्या जागी फेराइट सारख्या वाईट गोष्टीची स्थापना करण्याची शक्यता कमी आहे. उप्साला विद्यापीठाच्या भौतिकशास्त्रज्ञ अलाइना विष्णा म्हणाल्या, "तुम्ही तुमच्या कारमध्ये एक प्रचंड चुंबक घेऊन जाल. सुदैवाने, इलेक्ट्रिक मोटर्स ही बरीच जटिल मशीन्स आहेत ज्यात इतर अनेक घटक आहेत जे सैद्धांतिकदृष्ट्या कमकुवत चुंबकांचा वापर कमी करण्यासाठी पुनर्रचना करता येतात.
संगणक मॉडेल्समध्ये, मटेरियल कंपनी प्रोटेरियलने अलीकडेच असे निश्चित केले आहे की फेराइट मॅग्नेट काळजीपूर्वक ठेवून आणि मोटर डिझाइनच्या इतर पैलू समायोजित करून दुर्मिळ पृथ्वी ड्राइव्ह मोटर्सचे अनेक कार्यप्रदर्शन निर्देशक प्रतिकृती बनवता येतात. या प्रकरणात, मोटरचे वजन फक्त 30% वाढते, जे कारच्या एकूण वजनाच्या तुलनेत एक छोटासा फरक असू शकतो.
या डोकेदुखी असूनही, कार कंपन्यांकडे दुर्मिळ पृथ्वी घटकांचा त्याग करण्याची अनेक कारणे आहेत, जर त्यांना तसे करता आले तर. संपूर्ण दुर्मिळ पृथ्वी बाजाराचे मूल्य अमेरिकेतील अंडी बाजारासारखेच आहे आणि सैद्धांतिकदृष्ट्या, दुर्मिळ पृथ्वी घटकांचे उत्खनन, प्रक्रिया आणि जगभरात चुंबकांमध्ये रूपांतर करता येते, परंतु प्रत्यक्षात, या प्रक्रिया अनेक आव्हाने सादर करतात.
खनिज विश्लेषक आणि लोकप्रिय दुर्मिळ पृथ्वी निरीक्षण ब्लॉगर थॉमस क्रुमर म्हणाले, “हा १० अब्ज डॉलर्सचा उद्योग आहे, परंतु दरवर्षी तयार होणाऱ्या उत्पादनांचे मूल्य २ ट्रिलियन ते ३ ट्रिलियन डॉलर्स पर्यंत असते, जे एक मोठे लीव्हर आहे. कारसाठीही हेच आहे. जरी त्यामध्ये फक्त काही किलोग्रॅम हा पदार्थ असला तरी, त्या काढून टाकण्याचा अर्थ असा आहे की तुम्ही संपूर्ण इंजिन पुन्हा डिझाइन करण्यास तयार नसल्यास कार चालू शकत नाहीत.
अमेरिका आणि युरोप या पुरवठा साखळीत विविधता आणण्याचा प्रयत्न करत आहेत. २१ व्या शतकाच्या सुरुवातीला बंद असलेल्या कॅलिफोर्नियातील दुर्मिळ पृथ्वी खाणी अलीकडेच पुन्हा उघडल्या आहेत आणि सध्या जगातील दुर्मिळ पृथ्वी संसाधनांपैकी १५% पुरवठा करतात. अमेरिकेत, सरकारी संस्थांना (विशेषतः संरक्षण विभागाला) विमाने आणि उपग्रहांसारख्या उपकरणांसाठी शक्तिशाली चुंबक प्रदान करण्याची आवश्यकता आहे आणि ते देशांतर्गत आणि जपान आणि युरोपसारख्या प्रदेशांमध्ये पुरवठा साखळींमध्ये गुंतवणूक करण्यास उत्साही आहेत. परंतु खर्च, आवश्यक तंत्रज्ञान आणि पर्यावरणीय समस्या लक्षात घेता, ही एक संथ प्रक्रिया आहे जी अनेक वर्षे किंवा दशके देखील टिकू शकते.
पोस्ट वेळ: मे-११-२०२३