Motorji sprememb: Znanstveniki obnovijo redke zemlje iz električnih in hibridnih motorjev | 2020

Vsebina:

Anonim

Marion Emmert, profesorica kemije, kemijskega inženirstva in strojništva na WPI, in podoktorski sodelavec H.M. Dhammika Bandara izvaja raziskave v WPI Gateway Parku v posebej opremljenem laboratoriju, ki je eden od takih objektov te vrste v državi.

Delo je ustvarilo novo metodo za obdelavo pogonskih enot in elektromotorjev za kemično ločevanje redkih zemeljskih elementov - posebej neodima, disprozija in praseodima - iz drugih materialov, ki se uporabljajo za izdelavo naprav. Cilj je reciklirati redke zemlje, ki bi se sicer izgubile na trajnosten in učinkovit način.

Da bi preizkusili proces, so raziskovalci WPI narezali pogonsko enoto (ki vsebuje elektromotor in druge sestavne dele pogona) popolnoma električnega vozila Chevrolet Spark na več kosov in nato razrezali kose. S postopkom kemične ekstrakcije v dveh korakih so lahko ločili redke zemeljske elemente in obnovili tudi druge materiale, ki jih je mogoče reciklirati, vključno z jeklenimi sekanci in drugimi uporabnimi materiali iz pogonskih enot.

Raziskovalci pravijo, da ima tehnologija potencial, da postane alternativni vir redkih zemelj, kar bi lahko zmanjšalo potrebo po uvozu teh ključnih elementov iz Kitajske, ki trenutno dobavlja približno 97 odstotkov redkih zemelj, ki se uporabljajo v proizvodnji. Ker se magneti, ki vsebujejo redke zemlje, uporabljajo v številnih tehnologijah, vključno z električnimi motorji, vetrnimi turbinami in medicinskimi napravami za slikanje, vključno z MRI skenerji, bi lahko proizvajalci s recikliranjem teh materialov izboljšali trajnost svojih izdelkov.

"Dejstvo, da ima Kitajska večino operativnih ločilnih naprav na svetu, je velik problem za Združene države," je dejal Emmert. "Veliki proizvajalci avtomobilov so odvisni od magnetov, ki so sestavljeni iz teh elementov za proizvodnjo avtomobilov, zato je resnično ključnega pomena, da se tukaj uporabljajo tehnologije za obnovitev redkih zemelj in tehnologije ločevanja."

Emmert je tudi opozoril, da Združene države dolgo časa niso vlagale v obnovo redkih zemelj. "V zadnjih dvajsetih letih so Združene države Amerike izgubile znanje in strokovno znanje o tem, kako izkopati, obnoviti in ločiti te materiale," je dejal Emmert. "Upamo, da se bo začelo spreminjati in da bodo Združene države postale manj odvisne od tujih držav, da bi obnovile redke zemeljske elemente."

Oddelek za intelektualno lastnino in inovacije WPI je vložil začasni patent za tehnologijo predelave in začenja tržiti tehnologijo v upanju, da bo našel pridobitelja licence.

Raziskava sega v spomladi leta 2014, ko je WPI imenovan za vodilno institucijo na 7,4 milijona dolarjev več univerzitetne nagrade ameriške vojske, ki je podpirala razvoj novih metalurških metod in novih lahkih zlitin, da bi pomagala vojaškemu gradnji učinkovitejše in učinkovitejše. trajnih vozil in sistemov. Del raziskav je raziskal metode za ekstrakcijo redkih zemeljskih elementov iz rud, ki so bile najdene zunaj Kitajske, in za pridobivanje teh elementov iz recikliranih materialov.

Članek Emmerta in Bandare o recikliranju redkih zemelj z naslovom "Obnova redke zemlje iz koncev življenjskih motorjev, ki uporabljajo načela načrtovanja zelene kemije", je bil pred kratkim objavljen v Zelena kemija .