稀土元素(Rare-earth element)
稀土金属,或称稀土元素,是元素周期表上第Ⅲ族之钪、钇和镧系元素共17种
金属化学元素的合称,皆属于副族元素。钪和钇因为经常与镧系元素在矿床中
共生,且具有相似的化学性质,故被认为是稀土元素的一员。
与其名称暗示的不同,稀土元素在地壳中的丰度相当高,其中铈在地壳元素丰
度排名第25,占0.0068%(与铜接近),是含量最高的稀土元素。
虽然稀土元素并不稀有,但其倾向于两两或多种一起生成合金,而难以将稀土
元素彼此单独分离,此外稀土元素在地壳中的分布相当分散,很少有稀土元素
集中到容许商业开采的矿床,因此被称为“稀土”元素。
另外稀土元素中含量最少的是镏,但在地壳中的含量比金甚至还要高出200倍。
https://en.wikipedia.org/wiki/Rare-earth_element
http://scimonth.blogspot.com/2011/04/blog-post_1131.html
而在汽车领域的应用,部分稀土元素例如钕会用在马达的磁铁上,以及车内各
种元件等有可能使用到各类稀土元素,像是氧化铈也常被做为汽车玻璃抛光之
用,乡民有的甚至也会拿来除油膜、氧化镧做为玻璃添加剂制造萤幕、相机镜
头,还有汽车音响等,甚至内装用到的皮革、布料等其生产过程也都会使用到
稀土。
不过大多数产品的稀土使用量极少,使用量最多的还是石油裂解时做为催化剂
使用、以及制作现代燃油车必备的触媒转化器。在中油官网上对稀土的介绍中
说到:
"稀土的用途中在美国产业界使用最多是排气催化控制及石油化学
催化剂、稀土磁铁,另有绿色科技及国防科技等。"
https://www.cpc.com.tw/cp.aspx?n=248
而触媒转化器使用的原料除了贵金属之外,主要是以氧化铈、氧化镨和氧化镧
的混合物为主,其中氧化铈是关键成份。由于氧化铈的氧化还原特性,可以有
效地控制排放废气的成分。另外将稀土氧化物(Ceo2、Y2O3)加入催化剂中,
能提高催化剂的抗铅、硫中毒性能、耐高温稳定性。这些稀土元素还能降低贵
金属的使用量并且提高触媒转化器的效能。
http://bit.ly/2w4FHeH
https://phys.org/news/2017-12-catalyst-exhaust-modern.html
而在未来的应用上,马达自然不必说,永磁马达内的磁铁会用到铷金属;铈除
了用在抛光粉、催化剂外,还会用在储氢材料、燃料电池原料上,是未来氢燃
料电池电动车不可或缺的。
https://bloom.bg/2T2n4AY
而目前电动车常用的锂离子电池以Tesla 为例,Tesla 采用的是NCA 电池,其
正极材料组成为镍、钴、铝,其中最贵最稀少也是争议最多的材料为钴,因为
钴的来源大约有三分之二都来自于刚果共和国,而刚果因为时常雇用大量童工
而在国际社会上引起关注,而Tesla 电池大致上可分为三个时期:
Stage 1 (2009 - 2012)
这时期用的是18650电池,使用在Tesla Roadster 与初代Model S 上
每辆车约需要11公斤的钴
Stage 2 (2016 - 2018)
这时期用的同样是18650电池,用在Model S 二代车型与Model X 上
但每辆车所需的钴降至7公斤
Stage 3 (2018 - )
这时期的电池外型变了,2170电池目前只用在Model 3 上
并且每车所使用的钴降至4.5公斤
https://www.ptt.cc/bbs/car/M.1533746808.A.E89.html
可以看到钴的用量是逐年递减,未来甚至可能完全不使用钴(这要等到四月份
Tesla 举办的电池日会议上才会明朗),而且制造电池并无直接使用大量的稀土
元素当成原料。(注:钴并非稀土元素)
稀土元素在现代工业中是扮演着维生素的角色,几乎各行各业都离不开稀土,
做为现代工业产物的电动车虽然也离不开稀土,但是要说电动车是不用石油而
用量更少的稀土元素去制造高污染电池那是大错特错:
https://i.imgur.com/3xvXphF.png
https://www.ptt.cc/bbs/car/M.1582628770.A.98E.html
首先,电池制造并不直接使用大量稀土,其次,稀土并不稀有。甚至在稀土的
使用量上,由于制造石油以及废气净化都需要使用到稀土,燃油车生命周期内
原本就已经用了非常多的稀土元素,想借由稀土使用来做为抨击电动车的借口
只能说是对于现代工业以及稀土元素的不了解、相关知识匮乏所导致的。
PS:
希望未来的ElectroWheel 板板主whizz 能多补充些相关知识,若是对于电动车
有这般错误认知而若未来又发文误导他人那可就是害人又害己了。