പുതിയ ഊർജ്ജ വാഹനങ്ങളിലെ അപൂർവ ഭൂമി മൂലകങ്ങളുടെ നാല് പ്രധാന പ്രയോഗ ദിശകൾ

സമീപ വർഷങ്ങളിൽ, വാക്കുകൾ "അപൂർവ ഭൂമി മൂലകങ്ങൾ“, “ന്യൂ എനർജി വെഹിക്കിളുകൾ”, “സംയോജിത വികസനം” എന്നിവ മാധ്യമങ്ങളിൽ കൂടുതൽ കൂടുതൽ പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നുണ്ട്. എന്തുകൊണ്ട്? പരിസ്ഥിതി സംരക്ഷണത്തിൻ്റെയും ഊർജ്ജ സംരക്ഷണ വ്യവസായങ്ങളുടെയും വികസനത്തിൽ രാജ്യം നൽകുന്ന വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന ശ്രദ്ധയും പുതിയ ഊർജ്ജ വാഹനങ്ങളുടെ മേഖലയിൽ അപൂർവ ഭൂമി മൂലകങ്ങളുടെ സംയോജനത്തിനും വികസനത്തിനുമുള്ള വലിയ സാധ്യതയുമാണ് ഇതിന് പ്രധാന കാരണം. പുതിയ ഊർജ്ജ വാഹനങ്ങളിലെ അപൂർവ ഭൂമി മൂലകങ്ങളുടെ നാല് പ്രധാന പ്രയോഗ ദിശകൾ ഏതൊക്കെയാണ്?

△ അപൂർവ ഭൂമിയിലെ സ്ഥിരമായ മാഗ്നറ്റ് മോട്ടോർ

I

അപൂർവ ഭൂമിയിലെ സ്ഥിരമായ കാന്തം മോട്ടോർ

1970 കളുടെ തുടക്കത്തിൽ ഉയർന്നുവന്ന ഒരു പുതിയ തരം സ്ഥിരമായ മാഗ്നറ്റ് മോട്ടോറാണ് അപൂർവ ഭൂമിയിലെ സ്ഥിരമായ മാഗ്നറ്റ് മോട്ടോർ. അതിൻ്റെ പ്രവർത്തന തത്വം വൈദ്യുതമായി ഉത്തേജിത സിൻക്രണസ് മോട്ടോറിൻ്റേതിന് സമാനമാണ്, മുൻഭാഗം എക്‌സിറ്റേഷൻ വിൻഡിംഗിന് പകരം സ്ഥിരമായ കാന്തം ഉപയോഗിക്കുന്നു എന്നതൊഴിച്ചാൽ. പരമ്പരാഗത ഇലക്ട്രിക് എക്‌സിറ്റേഷൻ മോട്ടോറുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, അപൂർവ എർത്ത് പെർമനൻ്റ് മാഗ്നറ്റ് മോട്ടോറുകൾക്ക് ലളിതമായ ഘടന, വിശ്വസനീയമായ പ്രവർത്തനം, ചെറിയ വലുപ്പം, ഭാരം, കുറഞ്ഞ നഷ്ടം, ഉയർന്ന ദക്ഷത എന്നിങ്ങനെയുള്ള കാര്യമായ ഗുണങ്ങളുണ്ട്. മാത്രമല്ല, മോട്ടറിൻ്റെ ആകൃതിയും വലുപ്പവും അയവുള്ള രീതിയിൽ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യാൻ കഴിയും, ഇത് പുതിയ ഊർജ്ജ വാഹനങ്ങളുടെ മേഖലയിൽ അത് ഉയർന്ന മൂല്യമുള്ളതാക്കുന്നു. ഓട്ടോമൊബൈലുകളിലെ അപൂർവ എർത്ത് പെർമനൻ്റ് മാഗ്നറ്റ് മോട്ടോറുകൾ പ്രധാനമായും പവർ ബാറ്ററിയുടെ വൈദ്യുതോർജ്ജത്തെ മെക്കാനിക്കൽ എനർജിയാക്കി മാറ്റുന്നു, എഞ്ചിൻ ഫ്ലൈ വീലിനെ തിരിക്കാനും എഞ്ചിൻ സ്റ്റാർട്ട് ചെയ്യാനും പ്രേരിപ്പിക്കുന്നു.
II

അപൂർവ എർത്ത് പവർ ബാറ്ററി

ലിഥിയം ബാറ്ററികൾക്കായുള്ള നിലവിലെ മുഖ്യധാരാ ഇലക്‌ട്രോഡ് മെറ്റീരിയലുകൾ തയ്യാറാക്കുന്നതിൽ അപൂർവ ഭൂമി മൂലകങ്ങൾക്ക് പങ്കെടുക്കാൻ മാത്രമല്ല, ലെഡ്-ആസിഡ് ബാറ്ററി അല്ലെങ്കിൽ നിക്കൽ-മെറ്റൽ ഹൈഡ്രൈഡ് ബാറ്ററിക്ക് പോസിറ്റീവ് ഇലക്‌ട്രോഡുകൾ തയ്യാറാക്കുന്നതിനുള്ള അസംസ്‌കൃത വസ്തുക്കളായി പ്രവർത്തിക്കാനും കഴിയും.

ലിഥിയം ബാറ്ററി: അപൂർവ ഭൂമി മൂലകങ്ങളുടെ കൂട്ടിച്ചേർക്കൽ കാരണം, മെറ്റീരിയലിൻ്റെ ഘടനാപരമായ സ്ഥിരത വളരെ ഉറപ്പുനൽകുന്നു, കൂടാതെ സജീവ ലിഥിയം അയോൺ മൈഗ്രേഷനുള്ള ത്രിമാന ചാനലുകളും ഒരു പരിധിവരെ വിപുലീകരിക്കപ്പെടുന്നു. ഇത് തയ്യാറാക്കിയ ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററിക്ക് ഉയർന്ന ചാർജിംഗ് സ്ഥിരത, ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ സൈക്ലിംഗ് റിവേഴ്സിബിലിറ്റി, ദൈർഘ്യമേറിയ സൈക്കിൾ ലൈഫ് എന്നിവ സാധ്യമാക്കുന്നു.

ലെഡ് ആസിഡ് ബാറ്ററി: ഇലക്‌ട്രോഡ് പ്ലേറ്റിൻ്റെ ലെഡ് അധിഷ്ഠിത അലോയ്‌യുടെ ടെൻസൈൽ ശക്തി, കാഠിന്യം, നാശന പ്രതിരോധം, ഓക്സിജൻ പരിണാമം എന്നിവ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് അപൂർവ ഭൂമിയുടെ കൂട്ടിച്ചേർക്കൽ സഹായകരമാണെന്ന് ആഭ്യന്തര ഗവേഷണങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു. സജീവ ഘടകത്തിൽ അപൂർവ ഭൂമി ചേർക്കുന്നത് പോസിറ്റീവ് ഓക്സിജൻ്റെ പ്രകാശനം കുറയ്ക്കുകയും പോസിറ്റീവ് സജീവ വസ്തുക്കളുടെ ഉപയോഗ നിരക്ക് മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും അങ്ങനെ ബാറ്ററിയുടെ പ്രവർത്തനവും സേവന ജീവിതവും മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യും.

നിക്കൽ-മെറ്റൽ ഹൈഡ്രൈഡ് ബാറ്ററി: നിക്കൽ-മെറ്റൽ ഹൈഡ്രൈഡ് ബാറ്ററിക്ക് ഉയർന്ന നിർദ്ദിഷ്ട ശേഷി, ഉയർന്ന കറൻ്റ്, നല്ല ചാർജ് ഡിസ്ചാർജ് പ്രകടനം, മലിനീകരണം എന്നിവയുടെ ഗുണങ്ങളുണ്ട്, അതിനാൽ ഇതിനെ "ഗ്രീൻ ബാറ്ററി" എന്ന് വിളിക്കുന്നു, ഇത് ഓട്ടോമൊബൈൽ, ഇലക്ട്രോണിക്സ്, മറ്റ് മേഖലകളിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. നിക്കൽ-മെറ്റൽ ഹൈഡ്രൈഡ് ബാറ്ററിയുടെ മികച്ച ഹൈ-സ്പീഡ് ഡിസ്ചാർജ് സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ നിലനിർത്തുന്നതിന്, ബാറ്ററി കാഥോഡ് അപൂർവ എർത്ത് മഗ്നീഷ്യം നിക്കൽ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഹൈഡ്രജൻ സ്റ്റോറേജ് അലോയ് ഉപയോഗിച്ച് നിർമ്മിക്കാമെന്ന് ജാപ്പനീസ് പേറ്റൻ്റ് JP2004127549 അവതരിപ്പിക്കുന്നു.

△ പുതിയ ഊർജ്ജ വാഹനങ്ങൾ

III

ടെർനറി കാറ്റലറ്റിക് കൺവെർട്ടറുകളിലെ കാറ്റലിസ്റ്റുകൾ

അറിയപ്പെടുന്നതുപോലെ, എല്ലാ പുതിയ എനർജി വാഹനങ്ങൾക്കും ഹൈബ്രിഡ് ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങൾ, പ്രോഗ്രാമബിൾ ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങൾ എന്നിവ പോലെ സീറോ എമിഷൻ നേടാൻ കഴിയില്ല, ഇത് ഉപയോഗ സമയത്ത് ഒരു നിശ്ചിത അളവിൽ വിഷ പദാർത്ഥങ്ങൾ പുറത്തുവിടുന്നു. തങ്ങളുടെ ഓട്ടോമൊബൈൽ എക്‌സ്‌ഹോസ്റ്റിൻ്റെ ഉദ്‌വമനം കുറയ്ക്കുന്നതിന്, ചില വാഹനങ്ങൾ ഫാക്ടറിയിൽ നിന്ന് പുറത്തുപോകുമ്പോൾ ത്രീ-വേ കാറ്റലറ്റിക് കൺവെർട്ടറുകൾ സ്ഥാപിക്കാൻ നിർബന്ധിതരാകുന്നു. ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള ഓട്ടോമൊബൈൽ എക്‌സ്‌ഹോസ്റ്റ് കടന്നുപോകുമ്പോൾ, ത്രീ-വേ കാറ്റലറ്റിക് കൺവെർട്ടറുകൾ ബിൽറ്റ്-ഇൻ പ്യൂരിഫിക്കേഷൻ ഏജൻ്റിലൂടെ ഗോയിലെ CO, HC, NOx എന്നിവയുടെ പ്രവർത്തനം വർദ്ധിപ്പിക്കും, അതുവഴി അവയ്ക്ക് Redox പൂർത്തിയാക്കാനും ദോഷകരമല്ലാത്ത വാതകങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കാനും കഴിയും, അത് അനുകൂലമാണ്. പരിസ്ഥിതി സംരക്ഷണത്തിലേക്ക്.

സാമഗ്രികൾ സംഭരിക്കുന്നതിലും ചില പ്രധാന ഉൽപ്രേരകങ്ങളെ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുന്നതിലും കാറ്റലറ്റിക് എയ്ഡുകളായി വർത്തിക്കുന്നതിലും പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്ന അപൂർവ ഭൂമി മൂലകങ്ങളാണ് ത്രിതീയ കാറ്റലിസ്റ്റിൻ്റെ പ്രധാന ഘടകം. ചൈനയിലെ അപൂർവ എർത്ത് ധാതുക്കളാൽ സമ്പന്നമായ സെറിയം ഓക്സൈഡ്, പ്രസിയോഡൈമിയം ഓക്സൈഡ്, ലാന്തനം ഓക്സൈഡ് എന്നിവയുടെ മിശ്രിതമാണ് വാൽ വാതക ശുദ്ധീകരണ കാറ്റലിസ്റ്റിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നത്.

 
IV

ഓക്സിജൻ സെൻസറുകളിലെ സെറാമിക് വസ്തുക്കൾ

അപൂർവ ഭൂമി മൂലകങ്ങൾക്ക് അവയുടെ അതുല്യമായ ഇലക്ട്രോണിക് ഘടന കാരണം സവിശേഷമായ ഓക്സിജൻ സംഭരണ ​​പ്രവർത്തനങ്ങളുണ്ട്, കൂടാതെ ഇലക്ട്രോണിക് ഫ്യൂവൽ ഇഞ്ചക്ഷൻ സിസ്റ്റങ്ങളിൽ ഓക്സിജൻ സെൻസറുകൾക്കായി സെറാമിക് മെറ്റീരിയലുകൾ തയ്യാറാക്കാൻ പലപ്പോഴും ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് മികച്ച കാറ്റലറ്റിക് പ്രകടനത്തിന് കാരണമാകുന്നു. ഇലക്ട്രോണിക് ഫ്യൂവൽ ഇഞ്ചക്ഷൻ സിസ്റ്റം എന്നത് കാർബ്യൂറേറ്ററുകളില്ലാത്ത ഗ്യാസോലിൻ എഞ്ചിനുകൾ സ്വീകരിച്ച ഒരു നൂതന ഇന്ധന ഇഞ്ചക്ഷൻ ഉപകരണമാണ്, പ്രധാനമായും മൂന്ന് പ്രധാന ഭാഗങ്ങൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു: എയർ സിസ്റ്റം, ഇന്ധന സംവിധാനം, നിയന്ത്രണ സംവിധാനം.

ഇതുകൂടാതെ, അപൂർവ ഭൂമി മൂലകങ്ങൾക്ക് ഗിയർ, ടയറുകൾ, ബോഡി സ്റ്റീൽ തുടങ്ങിയ ഭാഗങ്ങളിൽ വിപുലമായ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ ഉണ്ട്. പുതിയ ഊർജ വാഹനങ്ങളുടെ മേഖലയിൽ അപൂർവ ഭൂമികൾ അനിവാര്യ ഘടകമാണെന്ന് പറയാം.