Toyota vyvinula lepší neodymový magnet. Zlevní tím motory elektromobilů

Japonská automobilka Toyota předevčírem ve své tiskové zprávě uvedla, že se jí podařilo vyrobit první magnet s nižším množstvím neodymu, který by zároveň odolával vysokým teplotám. Neodymové magnety se v současnosti používají ve vysokovýkonných motorech elektromobilů. Levnější a dostupnější vstupní suroviny tak mohou pomoci zvýšit jejich dostupnost.

Nový magnet používá výrazně méně neodymu (chemická značka Nd), prvku vzácných zemin. Stejně tak není při jeho výrobě potřeba ještě vzácnějšího terbia (Tb) a dysprosia (Dy). Jako náhrada slouží lanthan (La) a cer (Ce, latinsky cerium), které, ač stále spadají mezi kovy vzácných zemin, jsou mnohem dostupnější a levnější.

Klepněte pro větší obrázek
V grafu je Bor vykreslen hnědě (B), železo (Fe) zeleně , červeně terbium (Tb) a dysprosium (Dy), neodym oranžově (Nd) a modře lanthan (La) a cer (Ce). První linie grafu ukazuje novou technologii, druhá technologii použitou při výrobě automobilu Toyota Prius ze čtvrté generace a níže starší, druhou a třetí generaci téhož automobilu.

Neodym hraje důležitou roli pro udržování vysoké koercivity – schopnosti udržet magnetické pole (resp. přesněji odolávat demagnetizaci externím magnetickým polem i svým vlastním demagnetizačním polem) – a tepelné odolnosti.

Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek
Magnet pod elektronovým mikroskopem a analýza jeho složení Graf tepelné odolnosti a porovnání s ostatními magnety (červeně znázorněna novinka od Toyoty)

Protože nelze jednoduše snížit množství neodymu a nahradit jej lanthanem a cerem, neboť by došlo ke snížení výkonu motoru, Toyota musela vyvinout novou technologii, která umožní motoru zachovat původní vlastnosti. Výsledkem je pak ekvivalentní magnet s identickou tepelnou odolností, ale s o 50 % nižším množstvím neodymu.

Tři pilíře nové technologie

Magnetické vyrovnání

Primární (např. polarizace nasycení nebo intenzita magnetického pole) a sekundární magnetické vlastnosti (např. remanence či koercivita) výrazně závisí na mikrostruktuře materiálu, která je určena chemickým složením a technologií výroby. Při vývoji materiálů jde především o „magnetické vyrovnání“ (usměrnění), čili stupeň orientace částic (zrn, krystalitů).

Klepněte pro větší obrázek
​Ukázka rozdílu mezi novou a starou technologií ve velikosti a orientaci částic (zrn, krystalitů)

Dvouvrstvá struktura magnetu

V konvenčních neodymových magnetech je neodym rozmístěn rovnoměrně a v mnohých případech je ho více, než je nutné. Toyota používá neodym na povrchu, kdežto jeho koncentraci směrem ke středu postupně snižuje.

Klepněte pro větší obrázek
Konvenční magnet a jeho dvouvrstvá forma

Specifický poměr mezi lanthanem a cerem

Je-li lanthan a cer použit konvenční metodou, postupem času snižuje své vlastnosti (tepelnou odolnost a koercivitu). Toyota tvrdí, že nejúčinnější je vytvářet magnety s poměrem lanthanu ku ceru 1:3.

Klepněte pro větší obrázek
Přechod ke specifickému poměru lanthanu ku ceru (1:3).

Budoucnost a nasazení do praxe

Předpokládá se, že nový motor obsáhne široký rozsah nasazení. Přestože v nově se rozvíjejícím elektro-automobilovém průmyslu po něm bude největší poptávka, najde si svou cestu mezi generátory elektřiny, elektrické posilovače řízení, roboty anebo různorodé domácí přístroje.

Toyota očekává, že do svých elektrických automobilů začne tento typ montovat do roku 2025, nejdříve však za dva roky.

Diskuze (15) Další článek: Hackeři se dostali do cloudu Tesly běžícím na Amazonu a těžili kryptoměny

Témata článku: Technologie, Technika, Elektromobily, NEO, Toyota, Složení, Motor, Chemické složení, První magnet, Magnet, Odolnost, Graf, Důležitá role, Čtvrtá generace, Třetí generace, Mnohý případ, Magnetické pole, Největší poptávka, První linie, Elektrický automobil, Široký rozsah, Elektronový mikroskop, Vysoká teplota, Domácí přístroj, Elektromobil


Určitě si přečtěte

Američtí mariňáci si tisknou kasárna z betonu na 3D tiskárně

Američtí mariňáci si tisknou kasárna z betonu na 3D tiskárně

** Americká námořní pěchota nedávno představila 3D tištěná kasárna pro vojáky ** Ty jim tiskne velká 3D tiskárna na beton ** Výsledkem je solidní obytný prostor, který je slušně chráněný před nepřátelskou palbou

Stanislav Mihulka | 18

Byli tam! Důkazy o přistání na Měsíci, Lunochody i čínská sonda jsou vidět z vesmíru

Byli tam! Důkazy o přistání na Měsíci, Lunochody i čínská sonda jsou vidět z vesmíru

** Sonda LRO pořídila z oběžné dráhy Měsíce zajímavé snímky ** Jsou na nich vidět artefakty všech misí programu Apolla, které přistály na povrchu Měsíce ** Jde například o části lunárních modulů, rovery a dokonce i vlajky

Petr Kubala | 65

PortraitPro: Vyzkoušeli jsme program, který prý udělá z každé „žáby“ krasavici

PortraitPro: Vyzkoušeli jsme program, který prý udělá z každé „žáby“ krasavici

** V digitálním světě nemůžete věřit všemu ** Nová generace 3D fotoeditorů zvládne divy ** Vyzkoušeli jsme PortraitPro, který vám změní i kontaktní čočky

Jakub Čížek | 10

Čtyřicet procent je moc. Spalovací motory nedokážou splnit požadavek EU na snížení emisí

Čtyřicet procent je moc. Spalovací motory nedokážou splnit požadavek EU na snížení emisí

** EP nařídil automobilkám snížit o 40 % emise CO2 ** EU chce zvýšit podíl elektromobilů ** Výrobci hrozí ztrátou pracovních míst

Karel Kilián | 254

Nová americká jaderná puma změní strategii boje

Nová americká jaderná puma změní strategii boje

** Bombardér Northrop Grumman B-2 Spirit amerického letectva nedávno svrhl jadernou pumu ** Šlo o test nové varianty pumy B61-12 ** Ta by měla mít hlavice schopné explodovat se silou 0,3 až 50 kilotun

Stanislav Mihulka | 63

Solární panely v silnici vypadaly jako dobrý nápad. V praxi se ale neosvědčily

Solární panely v silnici vypadaly jako dobrý nápad. V praxi se ale neosvědčily

** Nápad použít na silnice místo asfaltu solární panely vypadal slibně ** Praktické testy však odhalily celou řadu nevýhod ** Nejhorší je směšná účinnost ve srovnání s fotovoltaickou elektrárnou

Karel Kilián | 65


Aktuální číslo časopisu Computer

Jak vytvořit a spravovat vlastní web

Velký test herních klávesnic a DVB-T2 tunerů

Vše o formátu RAW

Vybíráme nejlepší základní desku