Mengapakah turbin angin perlu menggunakan nadir bumi?

Turbin angin menjana elektrik menggunakan magnet kekal, yang sangat berkuasa tetapi mengandungi nadir bumi yang sukar dilombong dan dikitar semula.

Banyak turbin angin dilengkapi dengan magnet kekal, yang menggunakan nadir bumi. Foto: Rabih Shasha

Dari segi alam sekitar, turbin angin adalah murah, IFL Science melaporkan pada 3 Mac. Mereka mempunyai "tempoh bayaran balik" - masa yang diperlukan untuk turbin menghasilkan tenaga bersih yang mencukupi untuk mengimbangi pencemaran yang dihasilkan oleh pengeluarannya-kurang daripada setahun. Mereka menghasilkan hampir tiada pencemaran semasa beroperasi, dan mereka juga sangat cekap, dengan hanya satu turbin yang mampu menggerakkan kira-kira 940 purata rumah Amerika setiap bulan.

Walau bagaimanapun, turbin angin terkenal sukar untuk dikitar semula, termasuk nadir bumi di dalamnya. "Pada masa ini, untuk pengetahuan kami, hampir tiada nadir bumi daripada turbin angin dikitar semula," kata Tyler Christoffel, ketua pegawai teknologi di Pejabat Teknologi Tenaga Angin Jabatan Tenaga A.S..

Statistik ini tidak menghairankan. Di seluruh dunia , pakar menganggarkan bahawa kurang daripada 1% unsur nadir bumi - bahan seperti serium, lanthanum, neodymium - dikitar semula. Unsur nadir bumi, seperti namanya, sangat sukar ditemui dalam kuantiti yang berguna.

Biasanya, logam terkumpul di kerak bumi disebabkan oleh pelbagai proses geologi, seperti aliran lava, aktiviti hidroterma, dan pembinaan gunung. Walau bagaimanapun, sifat kimia luar biasa unsur nadir bumi bermakna ia biasanya tidak terkumpul bersama di bawah keadaan istimewa ini. Jejak nadir bumi bertaburan di seluruh planet, menjadikan pengekstrakannya tidak cekap.

Kadangkala, persekitaran bawah tanah berasid boleh menghasilkan tahap unsur nadir bumi yang lebih tinggi sedikit di lokasi tertentu. Walau bagaimanapun, mencari lokasi ini hanyalah cabaran pertama. Perlombongan kemudian menjadi rumit oleh kesukaran mengekstrak unsur tulen. Pada masa ini, China menyumbang kira-kira 70% daripada pengeluaran nadir bumi dunia.

Unsur nadir bumi menjadi semakin penting. Mereka memainkan peranan penting dalam segala-galanya daripada aplikasi industri kepada peranti peribadi seperti komputer riba dan telefon pintar. Sudah tentu, ia juga terdapat dalam turbin angin.

"Apabila bilah turbin angin berputar, ia menjana tenaga kinetik. Penjana magnet kekal menukar tenaga kinetik ini kepada elektrik melalui interaksi dua magnet kekal terkutub bertentangan," tulis Kristin Vekasi, seorang profesor bersekutu di Universiti Maine, dalam kajian 2022.

"Magnet lain boleh melakukan kerja, tetapi magnet kekal mempunyai banyak kelebihan, termasuk kecekapan yang lebih tinggi, saiz yang lebih kecil, lebih sedikit bahagian bergerak yang boleh pecah, dan tidak memerlukan pengecasan luaran. Angin melakukan semua kerja, "jelasnya.

Unsur nadir bumi terdapat dalam magnet ini sendiri, biasanya neodymium atau samarium. Ini adalah magnet terkuat yang ada, tetapi ia tidak boleh dihancurkan. Mereka boleh kehilangan kemagnetan mereka kerana terlalu panas, kakisan, kesan tidak sengaja atau masalah medan magnet. Akibatnya, pengubahsuaian turbin angin—menggantikan komponen lama, menaik taraf komponen seperti penjana dan menggantikan magnet nadir bumi—adalah proses yang hampir malar.

Untuk menangani masalah ini, Jabatan Tenaga AS melancarkan pertandingan tahun lepas untuk mencari cara yang cekap untuk mengitar semula komponen turbin. Bulan lalu, 20 pemenang fasa pertama pertandingan itu diumumkan, empat daripadanya memfokuskan kepada magnet kitar semula.

Apabila A.S. melabur lebih banyak dalam kuasa angin dan teknologi berasaskan nadir bumi terus berkembang, mengitar semula nadir bumi akan menjadi isu yang lebih mendesak, kata Christoffel. "Anugerah ini membantu mempromosikan beberapa teknologi kitar semula yang boleh membawa kepada cara yang kurang intensif sumber, pelepasan yang lebih rendah untuk menggunakan magnet," katanya.

Thu Thao (Menurut Sains IFL )

Pautan sumber: https://vnexpress.net/tai-sao-cac-turbine-gio-can-su-dung-dat-hiem-4718312.html