Re: [討論] 稀土元素在汽車領域的應用

看板car作者 (高處不勝寒)時間4年前 (2020/02/27 11:46), 4年前編輯推噓48(51推 3噓 64→)
留言118則, 37人參與, 4年前最新討論串3/5 (看更多)
教主一如往常的用選擇性跟和稀泥的方式想打臉可能的電車板板主 第一個是把所有稀土元素混在一起講，不同元素有不同的應用 第二個是只選擇性講油車或其它產業用到的，電車就講一個跟稀土最沒關係的鋰電池 跟電車最有關係的永磁馬達就直接跳過 如果教主這篇講稀土的應用有在車板發文的價值，那我想稀土在馬達上現況應該 也很有價值才對，可能教主覺得永磁馬達常用上稀土是常識，所以不需要講? 因為我只看電視又沒常識，所以請教了谷哥老師， 人生在車板的第一篇廢文就發給這個標題了(希望不要因此被水桶) ※ 引述《Scape (缺鈣缺很大)》之銘言： : 稀土元素(Rare-earth element) : 稀土金屬，或稱稀土元素，是元素週期表上第Ⅲ族之鈧、釔和鑭系元素共17種 : 金屬化學元素的合稱，皆屬於副族元素。鈧和釔因為經常與鑭系元素在礦床中 : 共生，且具有相似的化學性質，故被認為是稀土元素的一員。 : 與其名稱暗示的不同，稀土元素在地殼中的豐度相當高，其中鈰在地殼元素豐 : 度排名第25，占0.0068%（與銅接近），是含量最高的稀土元素。 : 雖然稀土元素並不稀有，但其傾向於兩兩或多種一起生成合金，而難以將稀土 : 元素彼此單獨分離，此外稀土元素在地殼中的分布相當分散，很少有稀土元素 : 集中到容許商業開採的礦床，因此被稱為「稀土」元素。 : 另外稀土元素中含量最少的是鎦，但在地殼中的含量比金甚至還要高出200倍。 : https://en.wikipedia.org/wiki/Rare-earth_element : http://scimonth.blogspot.com/2011/04/blog-post_1131.html : 而在汽車領域的應用，部分稀土元素例如釹會用在馬達的磁鐵上，以及車內各 這裡教主跳過 : 種元件等有可能使用到各類稀土元素，像是氧化鈰也常被做為汽車玻璃拋光之 : 用，鄉民有的甚至也會拿來除油膜、氧化鑭做為玻璃添加劑製造螢幕、相機鏡 : 頭，還有汽車音響等，甚至內裝用到的皮革、布料等其生產過程也都會使用到 : 稀土。 : 不過大多數產品的稀土使用量極少，使用量最多的還是石油裂解時做為催化劑 : 使用、以及製作現代燃油車必備的觸媒轉化器。在中油官網上對稀土的介紹中 : 說到： : "稀土的用途中在美國產業界使用最多是排氣催化控制及石油化學 : 催化劑、稀土磁鐵，另有綠色科技及國防科技等。" : https://www.cpc.com.tw/cp.aspx?n=248 : 而觸媒轉化器使用的原料除了貴金屬之外，主要是以氧化鈰、氧化鐠和氧化鑭 : 的混合物為主，其中氧化鈰是關鍵成份。由於氧化鈰的氧化還原特性，可以有 : 效地控制排放廢氣的成分。另外將稀土氧化物（Ceo2、Y2O3）加入催化劑中， : 能提高催化劑的抗鉛、硫中毒性能、耐高溫穩定性。這些稀土元素還能降低貴 : 金屬的使用量並且提高觸媒轉化器的效能。 : http://bit.ly/2w4FHeH : https://phys.org/news/2017-12-catalyst-exhaust-modern.html : 而在未來的應用上，馬達自然不必說，永磁馬達內的磁鐵會用到銣金屬；鈰除 這裡教主跳過 : 了用在拋光粉、催化劑外，還會用在儲氫材料、燃料電池原料上，是未來氫燃 : 料電池電動車不可或缺的。 : https://bloom.bg/2T2n4AY : 而目前電動車常用的鋰離子電池以Tesla 為例，Tesla 採用的是NCA 電池，其 : 正極材料組成為鎳、鈷、鋁，其中最貴最稀少也是爭議最多的材料為鈷，因為 : 鈷的來源大約有三分之二都來自於剛果共和國，而剛果因為時常雇用大量童工 : 而在國際社會上引起關注，而Tesla 電池大致上可分為三個時期： : Stage 1 (2009 - 2012) : 這時期用的是18650電池，使用在Tesla Roadster 與初代Model S 上 : 每輛車約需要11公斤的鈷 : Stage 2 (2016 - 2018) : 這時期用的同樣是18650電池，用在Model S 二代車型與Model X 上 : 但每輛車所需的鈷降至7公斤 : Stage 3 (2018 - ) : 這時期的電池外型變了，2170電池目前只用在Model 3 上 : 並且每車所使用的鈷降至4.5公斤 : https://www.ptt.cc/bbs/car/M.1533746808.A.E89.html : 可以看到鈷的用量是逐年遞減，未來甚至可能完全不使用鈷(這要等到四月份 : Tesla 舉辦的電池日會議上才會明朗)，而且製造電池並無直接使用大量的稀土 : 元素當成原料。(註：鈷並非稀土元素) 跟稀土比較沒關係的鋰電池卻講很多 平衡一下報導，從這裡開始講磁鐵相關 目前永磁可以生產出最強磁力的磁鐵(如果有錯請指教)是釹鐵硼磁鐵(Nd2Fe14B) 馬達用強力磁鐵的好處是一樣的電流可以產生更強的磁力 如果用一般磁鐵，磁場沒這麼強，想要產生一樣的力量就得加大電流 加大電流意味著更大的損耗，對於電動車斤斤計較的能源來說， 強力磁鐵可以比較省電，同樣電量可以跑比較遠。 而磁鐵日常生活中也常常用到，像高價耳機可能就有用到釹鐵硼磁鐵 然後來看下面這篇 https://www.sae.org/publications/technical-papers/content/2012-01-1061/ 其中提到 "We estimate that approximately 0.44 kg of rare earths are used in a typical conventional sedan, with approximately 80% of the rare earth content in magnets. As such, neodymium is the most extensively used rare earth, followed by cerium, which is used mainly in catalytic converters. The mass of rare earths in a full hybrid electric vehicle with a nickel metal hydride battery is approximately 4.5 kg. A full hybrid electric vehicle with a lithium-ion battery contains approximately 1 kg of rare earth elements. Future plug-in hybrid electric and battery electric vehicles are expected to be equipped with lithium-ion batteries and have rare earth contents that still need to be evaluated." 一台轎車大概會用到0.44kg的稀土(rare earths)，其中80%是用在磁鐵上面的釹 (neodymium)，第二多的是用在catalytic converters(我想這應該就是觸煤吧？) 的鈽(cerium)，而使用鎳氫電池的(nickel metal hydride battery)的油電車會 用到4.5kg的稀土，而用鋰電池的油電車會用到1kg的稀土。 從第一句話跟第二句話中，我們可以推測鋰電池油電車稀土使用量增加，主要 是因為多了永磁馬達的緣故。 (我不想浪費錢下載全文，他怎麼分析的請自己去看) 所以稀土中的釹就成了永磁馬達中相當重要的角色 那釹的現況呢？ https://www.reuters.com/article/us-metals-autos-neodymium-analysis/teslas-electric-motor-shift-to-spur-demand-for-rare-earth-neodymium-idUSKCN1GO28I (縮https://tinyurl.com/yaer93kg) Global demand of 31,700 tonnes for neodymium last year already outstripped supply by 3,300 tonnes, he said. Demand was expected to climb to 34,200 tonnes this year and 38,800 tonnes in 2019, leaving larger deficits. (根據文章的內容，我猜是2010的資料) 所以釹的供給<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<需求 另外，因為中國是重要稀土生產國，所以目前全球的永磁MRI幾乎都在中國 或是中國製造，因為永磁磁鐵相較於高端的超導磁鐵來說價格跟維護都便宜許多， 對於中小型醫院來說還算負擔的起。 而永磁MRI光磁鐵重量就可能是1~4台轎車整車的重量，可想而知釹的使用量有多少 可以推測當未來越來越多電動車採用強力永磁磁鐵馬達， 全球搶釹的狀況可能會越來越嚴重，價格也可能越來越高 而中國哪天一個不爽禁止稀土出口，那電動車在中國以外的生產可能遇到困難 那為何不回來用感應馬達？用不到大磁鐵就不會大量使用釹 主要是因為省成本更提高續航力，因為永磁比感應省電， 用感應想達到一樣的續航力，就得比永磁用更多的電池，成本比換成永磁高 至於稀土元素用在鋰電池還屬於研究階段，反正就有人試試發現有比較好的效能 就發了paper，但實際應用上可能就像石墨烯一樣遙遙無期 但目前電池的確是沒用到稀土(至少谷哥不到) 以上模仿教主選擇性的講電動車發展可能遇到釹礦資源的問題 所以個人覺得未來的電車板板主講到馬達與稀土的關係也沒錯 所有內容都谷哥的到(廢文一篇無誤) : 稀土元素在現代工業中是扮演著維生素的角色，幾乎各行各業都離不開稀土， : 做為現代工業產物的電動車雖然也離不開稀土，但是要說電動車是不用石油而 : 用量更少的稀土元素去製造高污染電池那是大錯特錯： : https://i.imgur.com/3xvXphF.png
: https://www.ptt.cc/bbs/car/M.1582628770.A.98E.html : 首先，電池製造並不直接使用大量稀土，其次，稀土並不稀有。甚至在稀土的 : 使用量上，由於製造石油以及廢氣淨化都需要使用到稀土，燃油車生命週期內 : 原本就已經用了非常多的稀土元素，想借由稀土使用來做為抨擊電動車的藉口 : 只能說是對於現代工業以及稀土元素的不了解、相關知識匱乏所導致的。 : PS: : 希望未來的ElectroWheel 板板主whizz 能多補充些相關知識，若是對於電動車 : 有這般錯誤認知而若未來又發文誤導他人那可就是害人又害己了。 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 211.76.175.171 (臺灣) ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/car/M.1582775195.A.9C8.html ※ 編輯: kazami (211.76.175.171 臺灣), 02/27/2020 11:49:35
噓
02/27 11:51, 4年前 , 1F
跳過啥？是你自己沒看到我有講永磁馬達吧
02/27 11:51, 1F
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02/27 11:51, 4年前 , 2F
這篇本來就是大略性的敘述稀土用在汽車產業的哪些方面
02/27 11:51, 2F
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02/27 11:52, 4年前 , 3F
還在扣人帽子說我選擇性和稀泥？
02/27 11:52, 3F
馬達兩句話，電池講了多少？想要真正分享 不應該選擇性的講細節吧 如果大略性的敘述，電池講這麼仔細幹嘛？ 而且最後的ps還要酸未來的電車板板主補充知識 怎麼看都是選擇性分享想要打臉啊～ ※ 編輯: kazami (211.76.175.171 臺灣), 02/27/2020 11:55:40
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02/27 11:53, 4年前 , 4F
講電池講的多本來就是要反駁whizz講的"電池用了大量稀土"
02/27 11:53, 4F
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02/27 11:54, 4年前 , 5F
這件事，多講一點電池又不行了？沒把重點放在你在意的地方
02/27 11:54, 5F
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02/27 11:54, 4年前 , 6F
就是我選擇性PO文？
02/27 11:54, 6F
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02/27 11:55, 4年前 , 7F
本來就不會有一篇文章會十全十美把世間萬物都講到，我講啥
02/27 11:55, 7F
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02/27 11:55, 4年前 , 8F
你都可以講我選擇性PO文，這麼好用喔？
02/27 11:55, 8F
你都自己承認要反駁未來的電車板板主，所以不就選擇電池來打臉他 可是你的標題跟你的目的不符啊～ 更何況，前一篇0227大比我還厲害，還有找到電池生產用到稀土呢 我還只是找鋰電池的材料而已 ※ 編輯: kazami (211.76.175.171 臺灣), 02/27/2020 11:59:44
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02/27 11:56, 4年前 , 9F
你要補充很歡迎，但你先扣我個選擇性PO文是啥意思？引戰嗎?
02/27 11:56, 9F
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02/27 11:57, 4年前 , 10F
奇怪了 我想講電池多一點都不行，你算什麼東西？
02/27 11:57, 10F
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02/27 11:57, 4年前 , 11F
還能指定我要講什麼才不是選擇性？
02/27 11:57, 11F
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02/27 11:58, 4年前 , 12F
媽的 你的這些人真的是超級無聊，那是不是我講馬達你也可以
02/27 11:58, 12F
推
02/27 11:58, 4年前 , 13F
我只關心電池有沒有稀土 儲能用的鋰電池更多
02/27 11:58, 13F
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02/27 11:58, 4年前 , 14F
講我選擇性不講電池不講石油裂解？
02/27 11:58, 14F
推
02/27 11:58, 4年前 , 15F
算什麼東西都出來了
02/27 11:58, 15F
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02/27 11:58, 4年前 , 16F
真的是討罵耶你
02/27 11:58, 16F
噓
02/27 12:00, 4年前 , 17F
你目的除了引戰還有啥？我寫什麼你都可以講我選擇性PO文啊
02/27 12:00, 17F
我的目的是讓大家知道，你怎麼對別人做，別人就會怎麼對你啊～ 好了 我講完了 不會再回應你了 ※ 編輯: kazami (211.76.175.171 臺灣), 02/27/2020 12:02:29
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02/27 12:01, 4年前 , 18F
你要討論是這樣討論的喔？先把人扣上和稀泥的帽子然後
02/27 12:01, 18F
噓
02/27 12:01, 4年前 , 19F
你講話太難聽了吧教主
02/27 12:01, 19F
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02/27 12:01, 4年前 , 20F
開始批文章沒講到的東西，那你什麼都可以講了
02/27 12:01, 20F
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02/27 12:02, 4年前 , 21F
那以後大家發文都只打個 42 就好了 不然再怎樣都是選擇性
02/27 12:02, 21F
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02/27 12:03, 4年前 , 22F
PO文。實在是超級奇怪的，我沒有詳述永磁馬達就是選擇性PO?
02/27 12:03, 22F
推
02/27 12:03, 4年前 , 23F
看到”你算什麼東西”我笑了XD...大家請注意發言，我這幾
02/27 12:03, 23F
推
02/27 12:03, 4年前 , 24F
個星期不能用電腦
02/27 12:03, 24F
推
02/27 12:03, 4年前 , 25F
幫補血,你跟他太認真了.
02/27 12:03, 25F
推
02/27 12:06, 4年前 , 26F
有些人就是特斯拉好棒棒...反過來也是有的
02/27 12:06, 26F
推
02/27 12:06, 4年前 , 27F
算什麼東西都出來了
02/27 12:06, 27F
→
02/27 12:10, 4年前 , 28F
教主7pupu
02/27 12:10, 28F
推
02/27 12:10, 4年前 , 29F
我是不會因為這篇文章桶你啦，你可以放心
02/27 12:10, 29F
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02/27 12:15, 4年前 , 30F
眼睜睜看 他走卻不聞不問
02/27 12:15, 30F
推
02/27 12:24, 4年前 , 31F
某人EQ很差 用詞難聽 這樣不行
02/27 12:24, 31F
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02/27 12:30, 4年前 , 32F
特期拉教徒真的不少
02/27 12:30, 32F
推
02/27 12:32, 4年前 , 33F
電池主要是鎳氫用到La和Pr啦 鋰離子很少
02/27 12:32, 33F
→
02/27 12:33, 4年前 , 34F
感謝板主大大
02/27 12:33, 34F
推
02/27 12:33, 4年前 , 35F
油車也要靠油電馬達才能省油 不然製造更多汙染
02/27 12:33, 35F
→
02/27 12:34, 4年前 , 36F
打稀土就是連油電車還有PHEV全打
02/27 12:34, 36F
還有 44 則推文
推
02/27 14:53, 4年前 , 81F
罵別人「你算什麼東西」超傲慢的欸哈哈哈
02/27 14:53, 81F
推
02/27 14:57, 4年前 , 82F
會怕了厚 XD
02/27 14:57, 82F
推
02/27 15:02, 4年前 , 83F
"你算什麼東西” 真的是好客氣又有禮貌
02/27 15:02, 83F
推
02/27 15:06, 4年前 , 84F
你們這些異教徒夠了沒?！害我們教主花一堆時間回覆
02/27 15:06, 84F
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02/27 15:06, 4年前 , 85F
以為教主跟你們異教徒一樣無聊嗎？
02/27 15:06, 85F
→
02/27 15:08, 4年前 , 86F
異教徒們真的是「超級無聊」呢！
02/27 15:08, 86F
推
02/27 18:39, 4年前 , 87F
罵別人「你算什麼東西」 挖 超屌的....XDDDDD
02/27 18:39, 87F
推
02/27 18:48, 4年前 , 88F
勇敢一點不要怕辣
02/27 18:48, 88F
推
02/27 19:13, 4年前 , 89F
完蛋 道歉了
02/27 19:13, 89F
→
02/27 19:14, 4年前 , 90F
教主知道道歉就一定告得成嗎XDD
02/27 19:14, 90F
推
02/27 19:49, 4年前 , 91F
心平氣合...前天戰教主也是,起手式都一樣"你扣我帽"後跳針
02/27 19:49, 91F
推
02/27 19:54, 4年前 , 92F
更早之前的...我只記得指著taycan車機頓就跳躍成pors
02/27 19:54, 92F
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02/27 19:54, 4年前 , 93F
che的車不會整合通訊XD
02/27 19:54, 93F
→
02/27 19:55, 4年前 , 94F
然後被D大指說早就有CAN就開始7pupu
02/27 19:55, 94F
推
02/27 19:57, 4年前 , 95F
這很有之前在看辯論會的感覺XD
02/27 19:57, 95F
推
02/27 20:11, 4年前 , 96F
其實特官方早期大吹ap時我就戰過一次;看來到現在還是一個樣
02/27 20:11, 96F
推
02/27 20:59, 4年前 , 97F
使用永磁馬達並不是因為它比較省電（也許有一些間接關係）
02/27 20:59, 97F
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02/27 20:59, 4年前 , 98F
永磁馬達的優勢是能量密度高，同樣體積可以比感應馬達輸出
02/27 20:59, 98F
→
02/27 21:00, 4年前 , 99F
更大功率。這對電動車有體積跟重量的優勢，也許體積重量小
02/27 21:00, 99F
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02/27 21:00, 4年前 , 100F
一些，能降低些許電耗，但並不是馬達本身比較省電。另外永
02/27 21:00, 100F
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02/27 21:00, 4年前 , 101F
磁馬達可以直接變成發電機作為動能回收使用，感應馬達要使
02/27 21:00, 101F
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02/27 21:00, 4年前 , 102F
用其他解決方案來達到動能回收。但永磁馬達也不是沒有缺點
02/27 21:00, 102F
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02/27 21:00, 4年前 , 103F
，造價高（因為強力磁鐵很貴），加上磁鐵黏結的技術其實還
02/27 21:00, 103F
→
02/27 21:00, 4年前 , 104F
有進步的空間，實務上磁鐵因為長時間使用而脫落的案例並不
02/27 21:00, 104F
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02/27 21:00, 4年前 , 105F
在少數。因此要使用在電動車上需要更高的成本來確保馬達的
02/27 21:00, 105F
→
02/27 21:00, 4年前 , 106F
壽命。再者磁鐵是會退磁的，隨著使用時間過去，馬達出力會
02/27 21:00, 106F
→
02/27 21:00, 4年前 , 107F
因為磁力減退而下降。這是為什麼特斯拉目前主要仍是使用感
02/27 21:00, 107F
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02/27 21:00, 4年前 , 108F
應馬達的原因。
02/27 21:00, 108F
感應跟永磁馬達的比較是主要是參考下面網頁的倒數第二段以及最後一張圖 (Bill of materials for comparable PM and induction motors) https://www.mining.com/tesla-delivers-bad-news-cobalt-price/ 可能是我對文章這一段的理解錯誤，也可能是文章有誤(畢竟是google的) 非常感謝指正以及補充
推
02/27 21:01, 4年前 , 109F
我也喜歡特斯拉 但教主EQ真D 可憐哪
02/27 21:01, 109F
推
02/27 21:48, 4年前 , 110F
而且講完你算什麼東西，後面還來一個媽的
02/27 21:48, 110F
推
02/27 21:51, 4年前 , 111F
@fakefate 別被教主邏輯帶走...他開的題目是"稀土in汽車應用"
02/27 21:51, 111F
→
02/27 21:55, 4年前 , 112F
結論下"不能拿稀土用量打ev", Data是"電池用很少稀土"
02/27 21:55, 112F
→
02/27 22:01, 4年前 , 113F
立刻都被6.5倍的稀土用量打臉; 就堅持"電池資料正確" 狂跳針
02/27 22:01, 113F
推
02/27 22:02, 4年前 , 114F
主題常常跟內容搭不上，再用似是而非的論述來反辯，看
02/27 22:02, 114F
→
02/27 22:02, 4年前 , 115F
文都要很仔細啊XD
02/27 22:02, 115F
→
02/27 22:03, 4年前 , 116F
要堅持說只是反wh電池謬誤 大可以開題目寫 "稀土in電池"
02/27 22:03, 116F
推
02/27 22:06, 4年前 , 117F
就不會被圍爐; 老是來這套真是鳩由自取
02/27 22:06, 117F
→
02/27 22:11, 4年前 , 118F
看他文當加練邏輯吧...還常嗆人中文差我也是笑笑 :)
02/27 22:11, 118F
※ 編輯: kazami (27.52.126.55 臺灣), 02/27/2020 22:18:53
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