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特斯拉霸氣宣布:新世代車輛馬達將完全不使用「稀土」!我們即將再次見證黑科技?

【TechOrange 編輯部導讀】

特斯拉向全世界證明了電動車可行。現在又要發表能震驚業界的全新科技了嗎?

在不久前的特斯拉投資人日中,他們宣布在新世代的車輛架構中,新馬達將完全不使用稀土元素。

他們要這麼做的根本原因是什麼?又將如何做到?

稀土元素一直都是電動車供應鏈中的一個硬傷,因為輸出強大動力的永磁馬達,需要稀土元素來製造其中的強力磁鐵。但是稀土元素的供應有限,且全球供應大多來自中國,導致電動車廠對中國產生相當程度的依賴性。

特斯拉宣布未來不再使用「稀土」

隨著電動車成為未來的交通趨勢,稀土元素的重要性也隨之水漲船高。然而,美國電動車大廠特斯拉(Tesla)卻宣布,將打造無稀土元素的永磁馬達,且下一代的永磁馬達也將不再使用稀土。

這一席話,不僅震驚了所有電動車廠,更讓中國稀土礦商的股價立刻暴跌 10% 以上。中方專家也隨後立刻表示,10 年內不會有比稀土更新更好用的永磁原料出現。

什麼是稀土?

那麼首先,先來談談這個影響電動車產業極深的「稀土」到底是什麼。

從元素週期表來看,「稀土元素」就是鑭系元素,再加上鈧和釔。(如果高中化學已經忘光了的話,其實就是最下方La鑭-Yb鐿那排,再加上鈧Sc和釔Y) 

不過雖然叫做「稀土」,實際上也不是特別稀有。例如用來製造永久磁鐵的釹(Nd),在地殼中的含量甚至比鎢、鉛、錫等常見金屬高得多。

這些稀土元素大多價格昂貴,且全球稀土礦產量約 30 萬噸,中國就占全球總產量的 70%。特別是美國這幾年明顯想要擺脫對其他國家材料進口的依賴,因此稀土元素又再次引起了人們的關注。

更尤其稀土元素對高科技應用來說至關重要,包括汽車發動機、風力渦輪機、導彈和戰鬥機都會需要,因此美國更是將中國在全球稀土供應鏈中佔有主導地位,視為重大國家安全風險。

而以電動車來說,稀土元素大多用於電動車的馬達中。例如釹就可用於製造高強度的永久磁鐵——釹磁鐵,包括喇叭、麥克風、硬碟或直流馬達等都會用到。

不用稀土,還能用什麼?

其實,特斯拉車款最初使用的馬達也沒有用到稀土元素。這也是它的名字由來:特斯拉一開始採用的是交流電馬達,不過在 2017 年 Model 3 問世時,特斯拉推出了新的永磁直流馬達,並開始套用在其他車款中。

特斯拉在投資者日的演講中指出,在 2017 年至 2022 年間,他們已成功將新 Model 3 當中的稀土用量減少了 25%。從投資日中特斯拉釋出的訊息可以看出,特斯拉正試圖要「兩全其美」,它既是永磁馬達,卻又零稀土,最終目的就是為了擺脫問題特別嚴重的稀土供應鏈。

至於為什麼特斯拉要重新回歸到無稀土馬達的懷抱?最主要的原因,還是在於美國政府在最新的降低通膨法(Inflation Reduction Act)中,要求電動車整車組裝的零組件(包含礦物原料)都要在北美,因此,若車上使用大量來自中國的礦物,將無法獲得補助。

不過,特斯拉究竟要如何打造出既沒有稀土元素,又可以保有強大動力的永磁馬達?

由於稀土元素對於高科技產業來說相當重要,因此一直以來有許多企業都在尋找稀土的「替代品」。然而經過了這麼多年,卻沒有一家公司成功開發可以和釹鐵硼磁鐵(NdFeB)(也就是現今磁性最強的永久磁鐵)競爭的替代品。

由氧化鐵製成的鐵氧體磁鐵雖然更便宜,但更重、更大、耐溫性更差,因此效率較低,也會為電動車電池帶來額外的負荷。因此東莞證券有色金屬分析師許正堃也直接表示,10 年內不會有比稀土更新更好用的永磁材料。

也許是不想洩露商業機密,特斯拉的投影片中,並沒有具體說明新款馬達將使用哪些元素。不過可以確定的是,特斯拉的發言證明了一件事:未來電動車肯定有除了稀土更好的解決方案。而特斯拉會否真如期帶著完全不需要使用稀土元素的「新馬達黑科技」出現,全球電動車產業都在引頸期盼。

參考資料:ReutersQUARTZinsideevselectrek,首圖來源:TESLA。

(責任編輯:藍立晴)