O mundo dos veículos elétricos estará em sérios apuros se a China cortar o fornecimento de materiais de terras raras
Comente O fortalecimento do domínio da China sobre elementos de terras raras (REEs) torna este o momento perfeito para a indústria automotiva começar a pensar em alternativas para motores elétricos, mas nenhuma solução proposta parece pronta para se tornar realidade.
Um trio do Laboratório Nacional de Oak Ridge, nos EUA, que tem trabalhado em projetos de veículos elétricos que não exigem ímãs de terras raras e, portanto, são menos dependentes da China, disse esta semana que houve muitos desenvolvimentos promissores em termos de remoção de REEs de projetos de carros elétricos, mas cada abordagem parece ter a mesma desvantagem básica.
“O ponto principal é que a substituição de ímãs de terras raras por outros que não sejam de terras raras tem um custo: desempenho degradado do motor”, disse o trio. escreveu para o IEEE Spectrum. “Ainda não chegamos lá.”
Superioridade das terras raras
Os 17 minerais considerados REEs podem ser encontrados em todos os tipos de tecnologia moderna, e em EVs eles tendem a se concentrar nos motores. Quando misturados com elementos ferromagnéticos típicos, como ferro ou cobalto, os REEs produzem cristais que são altamente magnéticos e muito resistentes à desmagnetização, tornando-os ideais para uso automotivo.
Em EVs, ímãs de terras raras tendem a assumir a forma de neodímio ferro boro (NdFeB), o que permitiu que os motores permanecessem relativamente leves. Eliminar esses ímãs REE significa seguir uma de duas rotas: encontrar um ímã permanente sem REE com potência suficiente ou trocar todos os ímãs permanentes em um motor EV por eletroímãs.
Qualquer solução potencial teria que fazer três coisas que os ímãs REE fazem incrivelmente bem, disse o trio. Eles têm um alto produto de energia máxima, mas também têm alta remanência (uma medida de intensidade magnética restante quando o campo magnetizante é removido) e alta coercividade (uma medida de quão difícil é desmagnetizar um ímã).
“Nenhum ímã permanente sem REE tem todas essas características”, disseram os especialistas de Oak Ridge.
Mesmo quando um projeto de motor não REE pode igualar a saída de um REE, ele acaba sendo muito pesado. Um desses projetos, um motor de ímã de ferrite de raio, acaba sendo cerca de 30 por cento mais pesado do que motores REE comparáveis.
“E há mais más notícias: motores do tipo raio podem ser complexos de fabricar e apresentar desafios mecânicos”, observou a equipe.
Outra tecnologia promissora, ímãs feitos de bismuto de manganês, podem realmente produzir a mesma quantidade de torque que um motor EV feito com ímãs NdFeB, de acordo com a equipe do laboratório nacional, e podem custar até 32 por cento menos. Infelizmente, chegar a níveis iguais de torque significa ter cerca de 60 por cento a mais de volume e 65 por cento a mais de massa do que um motor EV típico.
Resumindo, ninguém ainda encontrou um substituto adequado para ímãs de terras raras em motores de veículos elétricos, e o tempo está passando.
O problema da China
China, que é agressivamente investindo e tendo grandes esperanças em sua própria indústria de veículos elétricos, anunciado esta semana, o país iria começar a tratar todos os elementos de terras raras do país como pertencentes ao estado.
Como a maior fonte mundial de elementos de terras raras, o Império do Meio produz cerca de 60% dos materiais no mundo todo e também processa quase 90%, o que lhe dá um domínio absoluto sobre minerais essenciais para os veículos elétricos de hoje, bem como outras tecnologias, emergentes ou não.
Ao declarar todos os REEs como propriedade de Pequim, a China poderia optar por cortar as exportações, tal como fez no ano passado, quando o país banido exportando tecnologias de extração e processamento de terras raras.
Reviravoltacomo dizem, é jogo limpo. A China quer monopolizar o mercado global de VE com suas próprias ofertas, a América atinge importações de veículos elétricos chineses com tarifas exorbitantes, e agora isso.
Contornar o domínio da China sobre os REEs significa recorrer a alguns dos conceitos de motores elétricos mais promissores que, segundo a equipe do ORNL, estão em desenvolvimento nos EUA, como ligas metálicas de alumínio-níquel-cobalto, transformadores rotativos e novos materiais, incluindo cobre de alta condutividade e aço com alto teor de silício.
Confiar nessas tecnologias não é exatamente uma boa aposta. Os pesquisadores não deram um cronograma sobre a comercialização de nenhuma tecnologia de motor EV não REE e não responderam às perguntas.
O briefing ainda mantém um pouco de otimismo, com o trio observando que “a pesquisa está começando a produzir resultados intrigantes e encorajadores” e que “é perfeitamente possível que motores sem REE se tornem comuns um dia”.
Não se sabe se surgirão novas formas de motores EV antes que a China decida bloquear seus elementos de terras raras, e é apenas mais uma fonte de preocupação à medida que as relações EUA-China fique mais rochoso. ®
