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: Technika, Technologie, Elektromobily, NEO, Toyota, Původní vlastnost, První magnet, Vysoká teplota, Třetí generace, Elektrický automobil, Domácí přístroj, Nova, Nová technologie, Důležitá role, Nový magnet, Chemické složení, Magnet, Složení, Elektromobil, Nízké množství, Odolnost, První linie, Magnetické pole, Graf, Čtvrtá generace


Určitě si přečtěte

Jak John Kemeny a Thomas Kurtz stvořili BASIC, základ novodobého programování

Jak John Kemeny a Thomas Kurtz stvořili BASIC, základ novodobého programování

** Programovací jazyk BASIC tvořil základ osobních počítačů ** Původně byl určen vysokoškolským studentům, aby vůbec byli schopni využívat univerzitní počítač ** Jeden ze spoluautorů dělal výpočtáře Einsteinovi

Pavel Tronner | 78

Alan Turing: Genius, který matematicky stvořil počítač

Alan Turing: Genius, který matematicky stvořil počítač

Řešením matematického problému se dostal k modelu teoretického stroje, který nese jeho jméno a je základem logiky univerzálních počítačů.

Pavel Tronner | 58

17 tipů, jak se nenechat hacknout

17 tipů, jak se nenechat hacknout

** Přehled nejdůležitějších věcí, které je nutné dodržovat pro digitální bezpečnosti ** Hlavní je používat mozek ** Chraňte soukromé informace

Karel Javůrek | 25

Nejlepší služby pro streamovanou hudbu: Není jen Spotify

Nejlepší služby pro streamovanou hudbu: Není jen Spotify

** Za měsíční předplatné je dnes možné získat přístup k desítkám milionů skladeb ** S některými méně známými interprety je ale stále problém ** Cena předplatného může být i jen pár desítek korun

Vladislav Kluska | 45

Temný režim a spousta vychytávek. Vyzkoušeli jsme nový macOS 10.14 Mojave

Temný režim a spousta vychytávek. Vyzkoušeli jsme nový macOS 10.14 Mojave

** Vyzkoušeli jsme veřejnou betu macOS 10.14 Mojave ** Hlavní novinkou je temný režim a velký důraz na soukromí ** Jako první beta je systém překvapivě rychlý a dobře použitelný.

Martin Miksa | 35

Osudová havárie Concordu: Před 18 lety přišel konec nadzvukových dopravních letadel

Osudová havárie Concordu: Před 18 lety přišel konec nadzvukových dopravních letadel

** Concorde byl nejrychlejším dopravním letadlem ** Atlantik dokázal přeletět za cca 3 až 3,5 hodiny ** Před osmnácti lety tragická havárie provoz těchto letadel prakticky ukončila

David Polesný, Jiří Černý | 38

USA se vrací do vesmíru! NASA představila devět statečných pro první lety soukromých lodí

USA se vrací do vesmíru! NASA představila devět statečných pro první lety soukromých lodí

** NASA zveřejnila nové termíny prvních demonstračních letů dvou soukromých kosmických lodí ** Známe už také jména prvních astronautů ** Jako první poletí k ISS Crew Dragon od SpaceX

Petr Kubala | 15


Aktuální číslo časopisu Computer

Jak mobily určují svoji polohu?

Velký test notebooků pro studenty

Nejlepší reproduktory na párty

Služby a aplikace pro výuku angličtiny