Nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi Tiến sĩ Kazuhiro Hono thuộc Viện Khoa học
Vật liệu Nhật Bản (NIMS) đã tổng hợp được một loại nam châm vĩnh cửu
mới chứa neodymium, một loại đất hiếm, có nhiều hơn loại đang sử dụng,
hứa hẹn trong tương lai xe hybrid và xe điện sẽ có giá hạ hơn.
Động cơ điện xe
hybrid,
plug-in hybrid và hoàn toàn chạy điện hiện nay có giá khá cao do thành
phần quan trọng nhất của động cơ điện là nam châm vĩnh cửu được cấu tạo
bởi 27% là kim loại đất hiếm, một nguyên liệu hiếm và đắt giá.
Tỷ lệ các nguyên tố neodymiun (Nd), sắt (Fe) và nitơ (N) chứa trong thép từ tính mới (NdFe
12N) là 1:12:1. Hàm lượng neodymium chỉ là 17% so với 27% trong thép từ tính boron (B) hiện nay có công thức hóa học Nd
2Fe
14B. Thép từ tính boron là loại nam châm vĩnh cửu mạnh nhất hiện nay.
Các loại nam châm vĩnh cửu thường bị mất từ tính nhiệt độ lên đến 1
ngưỡng nào đó và phục hồi khi nhiệt độ hạ thấp. Chẳng hạn như nam châm
vĩnh cửu của các rơ le nhiệt bình đun nước có ngưỡng là 100
0C, ở rơ le nồi cơm điện là 120
0C, ở động cơ điện ô tô hiện nay là 150
0C. Từ tính của loại nam châm vĩnh cửu mới được duy trì ở mức 200
0C.
Tính chất này rất hấp dẫn, đặc biệt trong việc ứng dụng làm động cơ
điện cho xe hybrid và EV thường phải hoạt động trong điều kiện vượt quá
150
0C.
Hiện nay kim loại đất hiếm trên thế giới đang phụ thuộc vào nguồn cung
từ Trung Quốc. Quốc gia này đang thực hiện chính sách hạn chế xuất khẩu
và liên tục tăng thuế xuất khẩu đánh vào đất hiếm khiến nhiều ngành công
nghiệp trên thế giới gặp khó khăn.
Nam châm vĩnh cửu neodymium, loại nam châm mạnh nhất, là thành phần
thiết yếu trong nhiều ứng dụng công nghiệp như ổ cứng máy vi tính, điện
thoại thông minh, xe hybrid và turbin gió. Điều này dẫn đến cuộc chạy
nước rút trong nghiên cứu giảm bớt sự lệ thuộc vào đất hiếm trong sản
xuất nam châm vĩnh cửu.
Kể từ khi Tiến sĩ Masato Sagawa nghiên cứu thành công nam châm Nd
2Fe
14B
vào năm 1982, nam châm vĩnh cửu của ông không có đối thủ cạnh tranh.
Phát minh của Tiến sĩ Kazuhiro Hono chẳng những tạo một bước phát triển
trong công nghệ
xe điện mà còn tạo điều kiện cho nhiều ngành công nghiệp khác trong đó có công nghệ thông tin tạo ra được sản phẩm với giá rẻ hơn.
(theo greencarcongress)