ٹیسلا موٹرز نایاب ارتھ میگنےٹ کو کم کارکردگی والے فیرائٹس کے ساتھ تبدیل کرنے پر غور کر سکتی ہے

سپلائی چین کے مسائل اور ماحولیاتی خدشات کی وجہ سے، Tesla کا پاور ٹرین ڈویژن الیکٹرک موٹروں سے نایاب ارتھ میگنےٹ کو ہٹانے کے لیے کام کر رہا ہے، اور متبادل تلاش کر رہا ہے۔

 

Tesla نے ابھی تک مکمل طور پر ایک نیا مقناطیسی مواد ایجاد نہیں کیا ہے، اس لیے یہ موجودہ ٹیکنالوجی کو تھوڑی دیر کے لیے استعمال کر سکتا ہے، زیادہ تر امکان ہے کہ سستے اور آسانی سے فیرائٹس استعمال کیے جائیں۔

 

فیرائٹ میگنےٹس کو احتیاط سے پوزیشننگ کرکے اور موٹر ڈیزائن کے دیگر پہلوؤں کو ایڈجسٹ کرکے، زمین سے چلنے والی نادر موٹروں کی بہت سی خصوصیات کو انڈیکس میں نقل کیا جاسکتا ہے۔ اس صورت میں، موٹر کے وزن میں صرف 30 فیصد اضافہ ہوا ہے، جو کہ گاڑی کے مجموعی وزن کے مقابلے میں ہے۔

فرق چھوٹا ہو سکتا ہے۔

نئے مقناطیسی مواد میں درج ذیل تین بنیادی خصوصیات ہونے کی ضرورت ہے: 1) اس کا مقناطیسی ہونا ضروری ہے: 2) دیگر مقناطیسی شعبوں کی موجودگی میں یہ مقناطیسی ہونا جاری رکھتا ہے۔ 3) اعلی درجہ حرارت کا سامنا کر سکتے ہیں.

 

Tencent Technology News نیوز، الیکٹرک کار بنانے والی کمپنی ٹیسلا نے کہا کہ اس کی کار موٹرز اب نادر زمینی عناصر کا استعمال نہیں کریں گی، جس کا مطلب ہے کہ ٹیسلا کو چکھنے والے انجینئرز کو متبادل تلاش کرنے کے لیے اپنی تخلیقی صلاحیتوں کو بے نقاب کرنا ہوگا۔

 

پچھلے مہینے، ٹیسلا کے انویسٹر ڈے ایونٹ میں، ایلون مسک نے "ماسٹر پلان پارٹ III" جاری کیا۔ ان میں سے ایک چھوٹی سی تفصیل نے فزکس کے میدان میں ہلچل مچا دی۔ ٹیسلا کے پاور ٹرین ڈویژن کے ایک ایگزیکٹیو کولن کیمبل نے اعلان کیا کہ ان کی ٹیم موٹرز سے نایاب ارتھ میگنےٹ کو ہٹانے پر کام کر رہی ہے سپلائی چین کے مسائل اور نایاب ارتھ میگنےٹ کی پیداوار سے بہت زیادہ منفی اثرات کی وجہ سے ہے۔

اس مقصد کو حاصل کرنے کے لیے، کیمبل نے دو سلائیڈیں پیش کیں جن میں تین پراسرار مواد شامل تھے جن پر بڑی چالاکی کے ساتھ لیبل لگا دیا گیا تھا نایاب زمین 1، نایاب زمین 2 اور نایاب زمین 3۔ پہلی سلائیڈ ٹیسلا کی موجودہ حالت کی نمائندگی کرتی ہے، جو ہر گاڑی میں آدھے کلوگرام سے لے کر 10 گرام تک استعمال کرتی ہے۔ دوسری سلائیڈ پر، زمین کے نایاب عناصر کی تعداد صفر تک گر گئی۔

 

مقناطیسی جو الیکٹرانوں کی حرکت کی وجہ سے بعض مادوں کی جادوئی طاقت کا مطالعہ کرتے ہیں، ان کے لیے نایاب زمین 1 کی شناخت آسان ہے، یہ نیوڈیمیم ہے۔ جب آئرن اور بوران جیسے عام عناصر میں شامل کیا جاتا ہے، تو یہ دھات ایک مضبوط، ہمیشہ جاری رہنے والا مقناطیسی میدان بنانے میں مدد کر سکتی ہے۔ لیکن کچھ مواد میں یہ معیار ہے، Tesla کاریں تیار کرتی ہیں جو اتنی بڑی ہیں کہ 2,000 کلوگرام سے زیادہ نشانات کو منتقل کر سکتی ہیں، اور صنعتی روبوٹ سے لے کر لڑاکا طیاروں تک بہت سی دوسری چیزوں کے مقناطیسی فیلڈز میں زمینی عناصر کم ہیں۔ اگر ٹیسلا کا شمار ہوتا ہے۔

موٹر سے نیوڈیمیم اور دیگر نایاب زمینی عناصر کو ہٹانے کے لیے، اس کی جگہ کون سا مقناطیس استعمال کرے گا؟

 

طبیعیات دانوں کے لیے ایک چیز یقینی ہے: ٹیسلا نے بالکل نیا مقناطیسی مواد ایجاد نہیں کیا۔ NIron Magnetics میں حکمت عملی کے ایگزیکٹو نائب صدر اینڈی بلیک برن نے کہا: "100 سے زائد سالوں میں، ہمارے پاس نئے تجارتی میگنےٹ حاصل کرنے کے صرف چند مواقع ہوں گے۔" NIronMagnetics ان چند سٹارٹ اپس میں سے ایک ہے جو اگلے موقع سے فائدہ اٹھانے کی کوشش کر رہے ہیں۔

 

بلیک برن اور دیگر کا خیال ہے کہ اس بات کا زیادہ امکان ہے کہ ٹیسلا نے بہت کم طاقتور مقناطیس استعمال کرنے کا فیصلہ کیا ہے۔ بہت سے امکانات میں سے، سب سے واضح امیدوار فیرائٹ ہے: لوہے اور آکسیجن پر مشتمل ایک سیرامک، جس میں تھوڑی مقدار میں دھات، جیسے کہ اسٹرونٹیم، ملایا جاتا ہے۔ یہ 20 ویں صدی کے 50 کی دہائی سے پوری دنیا میں سستا اور تیار کرنا آسان ہے۔

ریفریجریٹر کے دروازے اس طرح تیار کیے جاتے ہیں۔

 

لیکن حجم کے لحاظ سے، فیرائٹس نیوڈیمیم میگنےٹس کی مقناطیسیت کا صرف دسواں حصہ ہیں، جو نئے سوالات اٹھاتے ہیں۔ ٹیسلا کے پہلے ایگزیکٹو ایلون مسک کو ہمیشہ سمجھوتہ نہ کرنے کی وجہ سے جانا جاتا ہے، لیکن اگر ٹیسلا فیرائٹ میں تبدیل ہونے جا رہا ہے، تو ایسا لگتا ہے کہ اسے کچھ کرنا چاہیے۔

کچھ مراعات۔ یہ سوچنا آسان ہے کہ بیٹریاں الیکٹرک کاروں کی طاقت ہیں، لیکن یہ دراصل برقی مقناطیسیت ہے جو برقی کاروں کو چلاتی ہے۔ یہ کوئی اتفاق نہیں ہے کہ Tesla کمپنی اور مقناطیسی یونٹ "Tesla" دونوں کا نام ایک ہی شخص کے نام پر رکھا گیا ہے۔ جب الیکٹران موٹر میں تاروں سے گزرتے ہیں تو موڑتے وقت، وہ ایک برقی مقناطیسی میدان پیدا کرتے ہیں جو مخالف مقناطیسی قوت کو دھکیلتا ہے، جس کی وجہ سے موٹر کا شافٹ پہیوں کو گھومنے لگتا ہے۔

ٹیسلا گاڑیوں کے پچھلے پہیوں کے لیے، یہ قوتیں ایک مستقل مقناطیس کے ساتھ ایک الیکٹرک موٹر کے ذریعے فراہم کی جاتی ہیں، جو کہ ایک قسم کی موٹر ہے جس میں ایک عجیب مواد ہوتا ہے جو بغیر کسی موجودہ ان پٹ کے مقناطیسی میدان کو مستحکم کرتا ہے، ایٹموں کے گرد الیکٹرانوں کے ذہین گھومنے کی بدولت۔ خصوصی Sla نے صرف پانچ سال قبل ان میگنےٹس کو کاروں میں شامل کرنا شروع کیا تھا تاکہ بیٹری کی رینج کو اپ گریڈ کیے بغیر اور ٹارک میں اضافہ کیا جا سکے۔ اس سے پہلے، کمپنی برقی مقناطیس کے ارد گرد تیار کردہ انڈکشن موٹرز استعمال کرتی تھی، جن کے ذریعے برقی مقناطیس گزرتے تھے۔

مقناطیسیت بجلی کے استعمال سے پیدا ہوتی ہے۔ فرنٹ ماونٹڈ موٹر والے وہ ماڈل آج بھی اس ماڈل کو استعمال کر رہے ہیں۔

 

نایاب زمینوں اور میگنےٹس کو ترک کرنے کا ٹیسلا کا اقدام قدرے عجیب لگ سکتا ہے۔ کار کمپنیاں اکثر خشک کارکردگی کا شکار ہوتی ہیں، خاص طور پر الیکٹرک گاڑیوں کے معاملے میں، وہ اب بھی ڈرائیوروں کو قائل کرنے کے لیے جدوجہد کر رہی ہیں کہ وہ رینج کے خوف کو دور کریں۔ لیکن کار مینوفیکچررز کے ساتھ

الیکٹرک گاڑیوں کی پیداوار کو وسعت دینا شروع ہو رہا ہے، اور بہت سے ایسے منصوبے جو پہلے بہت ناکارہ سمجھے جاتے تھے دوبارہ ابھر رہے ہیں۔

 

اس نے ٹیسلا سمیت آٹومیکرز کو مزید کاریں تیار کرنے پر آمادہ کیا ہے جو لیتھیم آئرن فاسفیٹ (LFP) بیٹریاں استعمال کرتی ہیں۔ کوبالٹ اور نکل جیسے عناصر پر مشتمل ان بیٹریوں کے ساتھ بیٹریوں کے مقابلے میں کم رینج ہوتی ہے۔ یہ ایک پرانی ٹیکنالوجی ہے،

زیادہ وزن اور کم ذخیرہ کرنے کی گنجائش۔ موجودہ ماڈل 3، جو کم رفتار کی طاقت سے چلتا ہے، کی رینج 272 میل (تقریباً 438 کلومیٹر) ہے، جب کہ زیادہ جدید بیٹریوں کے ساتھ طویل فاصلے کا ماڈل S 400 میل (640 کلومیٹر) تک پہنچ سکتا ہے۔ لیکن لیتھیم آئرن فاسفیٹ بیٹریوں کو اپنانا ایک دانشمندانہ تجارتی انتخاب ہو سکتا ہے، کیونکہ یہ زیادہ مہنگی یا حتیٰ کہ وجودی بیٹریوں کے استعمال سے گریز کرتا ہے جو سیاسی خطرے کا حامل ہے۔

 

اس کا امکان نہیں ہے کہ ٹیسلا صرف میگنےٹ کو بدل دے گا، جیسے فیرائٹس، کچھ بدتر کے ساتھ، اگرچہ، اور کچھ نہیں بدلے گا۔ اپسالا یونیورسٹی کی ماہر طبیعیات ایلینا وشنا نے کہا: "آپ ایک کار آئرن میں مقناطیسیت کا ایک بہت بڑا ٹکڑا لے جائیں گے۔" خوش قسمتی سے، موٹرز کافی پیچیدہ مشینیں ہیں، جو کہ بہت سے دوسرے حصوں سے بنی ہیں جنہیں نظریاتی طور پر کمزور مقناطیس کے استعمال کے اثرات کو کم کرنے کے لیے کالم کو دوبارہ ترتیب دیا جا سکتا ہے۔

 

کمپیوٹر ماڈل میں، میٹریل کمپنی پروٹیریل نے حال ہی میں طے کیا ہے کہ فیرائٹ مقناطیس کو احتیاط سے پوزیشن میں رکھ کر اور موٹر سیٹ کو ایڈجسٹ کرکے دوسرے پہلوؤں میں، نادر ارتھ ڈرائیو موٹرز کی کارکردگی کے بہت سے اشارے نقل کیے جاسکتے ہیں۔ اس صورت میں، صرف موٹر کا وزن تقریباً 30 فیصد اضافے کے ساتھ، فرق گاڑی کے مجموعی وزن کے مقابلے میں چھوٹا ہو سکتا ہے۔

 

ان سر درد کے باوجود، کار کمپنیوں کے پاس زمین کے نایاب عناصر کو ترک کرنے کی کافی وجوہات ہیں، لیکن صرف اس صورت میں جب وہ ایسا کریں اگر آپ یہ کر سکتے ہیں۔ پوری نایاب زمین کی مارکیٹ کی قیمت امریکی انڈے کی مارکیٹ کے برابر ہے، اور نظریہ طور پر، نادر زمین یوآن پرائمز کو پوری دنیا میں لوہے کی کان کنی، پروسیسنگ اور مقناطیسیت میں تبدیل کیا جا سکتا ہے، لیکن درحقیقت ان عملوں میں بہت سے چیلنجز ہیں۔

 

معدنیات کے تجزیہ کار اور نایاب زمین کی گھڑی کے مشہور بلاگر تھامس کرمر نے کہا: "یہ 10 بلین ڈالر کا سودا ہے لیکن سالانہ تیار ہونے والی مصنوعات کی قیمت $2 ٹریلین سے 3 ٹریلین ڈالر کے درمیان ہے، جو کہ ایک بہت بڑا لیور ہے۔ کار یہ بھی سچ ہے کہ اگر اس میں صرف چند کلو گرام ہی مادہ موجود ہو، تو اس کا مطلب یہ ہے کہ ڈاکٹر کے مکمل انجن کو ہٹانے کا مطلب یہ نہیں ہے کہ آپ گاڑی کے انجن کو ختم نہیں کر سکتے۔ "

 

امریکہ اور یورپ اس سپلائی چین کو متنوع بنانے کی کوشش کر رہے ہیں۔ کیلیفورنیا کی نایاب زمین کی کانیں، جو 21ویں صدی کے اوائل میں بند کر دی گئی تھیں، حال ہی میں دوبارہ کھول دی گئی ہیں۔

دنیا کی نایاب زمینوں کے 15 فیصد کی سابقہ ​​فراہمی۔ ریاستہائے متحدہ میں، سرکاری ایجنسیوں، خاص طور پر محکمہ دفاع کو طیارے اور سیٹلائٹ جیسے آلات کی ضرورت ہوتی ہے۔

طاقتور میگنےٹ فراہم کرتے ہوئے، وہ مقامی طور پر اور جاپان اور یورپ جیسے خطوں میں سپلائی چینز میں سرمایہ کاری کرنے کے خواہشمند ہیں۔ لیکن کامیابی پر غور کرتے ہوئے یہ ایک سست عمل ہے جس میں سالوں یا اس سے بھی دہائیاں لگتی ہیں۔ ایک ہی وقت میں، کاروں اور ونڈ ٹربائنز جیسے ڈیکاربونائزیشن ٹولز میں ایمبیڈنگ میگنےٹ کی مانگ بھی بڑھ رہی ہے۔

مارکیٹ ریسرچ انسٹی ٹیوٹ AdamasIntelligence کے مطابق، 12 فیصد نادر زمینیں اس وقت الیکٹرک گاڑیوں میں استعمال ہوتی ہیں، جو کہ ایک نئی مارکیٹ ہے۔ ایک ہی وقت میں، نایاب زمین کی قیمتوں میں اکثر اتار چڑھاؤ آتا ہے، اور بیرونی کمپنیاں اکثر ان عوامل کا اندازہ نہیں لگا سکتیں۔

سادہ

 

آسٹن کی یونیورسٹی آف ٹیکساس میں مقناطیسی مواد کا مطالعہ کرنے والے ماہر طبیعیات جم چیلیکوسکی نے کہا کہ خلاصہ یہ ہے کہ اگر آپ کسی ایسی صنعت میں ہیں جہاں متبادل مصنوعات مل سکتی ہیں تو یہ غیر معمولی بات ہو سکتی ہے۔ لیکن انہوں نے کہا کہ تلاش فیرائٹ سے بہتر تھی نایاب زمینی میگنےٹ کے بہتر متبادل کی متعدد وجوہات ہیں۔ چیلنج یہ ہے کہ تین بنیادی خصوصیات والے مواد کو تلاش کیا جائے: 1) اس کا مقناطیسی ہونا ضروری ہے۔ 2) یہ دوسرے مقناطیسی شعبوں کی موجودگی میں مقناطیسی ہونا جاری رکھتا ہے۔ اور 3) یہ اعلی درجہ حرارت کو برداشت کر سکتا ہے۔ تھرمل میگنےٹ اب میگنےٹ نہیں رہے۔

 

محققین بخوبی جانتے ہیں کہ کون سے کیمیائی عناصر اچھے مقناطیس بناتے ہیں، لیکن لاکھوں ممکنہ جوہری انتظامات بیج ہیں۔ کچھ نام نہاد مقناطیس کے شکاری لاکھوں ممکنہ مواد سے شروع کرنے اور نایاب زمینوں پر مشتمل چیزوں کو ختم کرنے کا طریقہ اختیار کرتے ہیں اور پھر باقی مادے کی مقناطیسی خصوصیات کا اندازہ لگانے کے لیے مشین لرننگ کا استعمال کرتے ہیں۔ گزشتہ سال کے آخر میں، Chelikows Key et al. کوبالٹ پر مشتمل ایک نیا انتہائی مقناطیسی مواد بنانے کے لیے سسٹم کا استعمال کیا۔ اپسالا یونیورسٹی کے ویکینا نے وضاحت کی کہ کچھ نئے تیار کردہ میگنےٹ، جیسے کہ مینگنیج پر مشتمل، امید افزا لیکن غیر مستحکم ہیں۔ دوسرے معاملات میں، سائنس دان جانتے ہیں کہ مواد انتہائی مقناطیسی ہے، لیکن اسے بڑے پیمانے پر نہیں بنایا جا سکتا۔ ان میں ٹیٹراگونائٹ شامل ہے، ایک نکل آئرن مرکب جو صرف شہابیوں سے پایا جاتا ہے جسے اپنے ایٹموں کو درست حالت میں ترتیب دینے کے لیے ہزاروں سال کی سست ٹھنڈک سے گزرنا پڑتا ہے۔ لیبارٹری میں، عمل کو تیزی سے آگے بڑھانے کی کوششیں جاری ہیں، لیکن ابھی تک کوئی نتیجہ نہیں نکلا ہے۔

 

میگنیٹ اسٹارٹ اپ نیرون: سبھی کاپی کریں اور کچھ تلاش کریں۔ کمپنی کا کہنا ہے کہ وہ نظریاتی طور پر نیوڈیمیم کے مقابلے فیرک نائٹرائڈ میگنےٹ پیدا کرتی ہے جو زیادہ مقناطیسی ہے۔ لیکن یہ ایک غیر مستحکم مواد بھی ہے جس کی تیاری اور مطلوبہ شکل میں محفوظ کرنا مشکل ہے۔ بلیک برن نے کہا کہ کمپنی ترقی کر رہی ہے لیکن ٹیسلا کی اگلی نسل کی کاروں کے لیے اتنے طاقتور میگنےٹ تیار نہیں کر سکتی۔ پہلا قدم، وہ کہتے ہیں، نئے مقناطیس کو چھوٹے آلات جیسے ساؤنڈ سسٹم میں ڈالنا ہے۔

 

کان کنی کے تجزیہ کار اور نایاب ارتھ واچ کے مشہور بلاگر تھامس کرمر نے کہا کہ یہ واضح نہیں ہے کہ کیا دیگر کار ساز ٹیسلا کے نایاب زمینوں کو ترک کرنے کے اقدام کی پیروی کریں گے۔ کچھ کمپنیاں قومی اسناد کو احتیاط سے منتقل کرنے پر اصرار کر سکتی ہیں جبکہ دوسری

کاپی کریں سبھی کو منتخب کریں اور کچھ کمپنیوں کے لیے تلاش کریں یونشان زوکو چیزوں کو منتقل کرنے کے لیے انڈکشن کا استعمال کریں گے۔ یہاں تک کہ ٹیسلا مستقبل کی کاروں پر چند گرام نایاب زمین کا استعمال کر سکتی ہے، جو خودکار کھڑکیوں، پاور اسٹیئرنگ اور ونڈشیلڈ وائپرز جیسی جگہوں پر بکھری ہوئی ہے۔

 

ٹیسلا کے انویسٹر ڈے تقریب میں، نایاب زمینی مواد کا موازنہ کرنے والی سلائیڈ دراصل ایک پوری موجودہ نسل کی کار کا ایک پوری موجودہ نسل کی کار سے موازنہ کر رہی تھی، جو کہ ایک پبلسٹی سٹنٹ ہو سکتی ہے۔ Tesla جیسے کام کے راستے تیار ہو رہے ہیں، موٹرز میں نایاب زمینی مواد کو تبدیل کرنا ایک اچھی بات ہو سکتی ہے، لیکن جیسا کہ کرومر کہتے ہیں، "مجھے ڈر ہے کہ ہمارے پاس کافی وقت نہیں ہے۔"

 

آخر