イーロン・マスク氏、レアアース金属を使わないEVモーターの未来を望む

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多くの電気自動車 (EV) は、電気モーターの効率を可能な限り高めるために、希土類金属の永久磁気特性を利用しています。

今年初め、テスラはサプライチェーンの問題と調達の全体的な毒性を理由に、モーターに含まれるレアアース金属（ネオジムなど）を特定の日付までに廃止すると発表した。

専門家たちは、テスラがこのエンジニアリングの偉業をどのように達成するのか、そしてそれにはパフォーマンスのトレードオフが必要かどうかを調査しています。

自動車の未来は電気です。 自動車会社や政府は、ガソリンを大量に消費する体制から、排出ガスのない高速道路や脇道への移行を進めています（一部の政府は、十分なスピードではありませんが）。 しかし、この EV の未来にはコストが伴います。経済的にも政治的にも最大のコストの 1 つは、EV 革命を推進する磁気モーターに含まれるレアアース金属の調達です。

たとえば、ネオジムを考えてみましょう。 鉄やホウ素などの元素と組み合わせると、連続的な磁場が生成されます。 この磁場は、モーター内のワイヤーのコイルを流れる電子によって生成される電磁場と相互作用します。 この驚くべきエンジニアリングにより、モーターのシャフトが回転し、テスラ EV を可能な限り効率的に動かすことができます。

今年初め、テスラはレアアース金属を完全に含まない新しいモーターを開発する意向を発表した。 以前のテスラ車には AC 誘導モーターが搭載されており (モーターの最初の発明者であるニコラ テスラに敬意を表します)、希土類金属は必要ありませんでした。 しかし、モデル 3 とその常時オンの磁気モーターの登場で状況は変わりました。 テスラによると、同社は2017年以降、レアアース金属の必要性を25％削減しているが、モデルYでは依然として520グラムのレアアース金属が使用されているという。

ネオジムなどの希土類金属 (およびジスプロシウム、テルビウム、プライソジムなどの一般的に使用される添加剤) が非常に重要であるということはそれだけです。 しかし、その名前が示すように、それらを入手するのは決して簡単ではありません。 技術的には世界中のどこからでも調達できるが、中国はレアアース金属のワンストップショップとして有力な存在となっており、米中関係がさらに悪化した場合には問題となる可能性がある。 この最悪のシナリオを懸念して、バイデン政権のインフレ抑制法は電気自動車の重要部品を国内で生産することを求めている。 したがって、レアアース金属を廃止することは確かに工学的な課題ではありますが、長期的には財政的および政治的コストが削減される可能性があります。

しかし、磁気ギャップを埋めることができる他の元素は何でしょうか? Wired によると、ネオジムに代わる有力な候補は、さまざまな電子機器に含まれるセラミック酸化鉄化合物であるフェライトである可能性が高いとのことです。 この材料にはいくつかの重大な利点があり、その中でも特に耐食性と低コストが挙げられます。

ただし、Wired も指摘しているように、フェライトの磁力はネオジムの約 10 分の 1 です。つまり、フェライト磁石は以前のものよりも大きくて重い必要がある可能性が高くなります。 そして、EV の世界では、「より大きい」と「より重い」という 2 つの言葉は、通常は聞きたくない言葉です。特に、可能な限りあらゆるマイルを使い果たすことが、テクノロジーを一般大衆に販売するのに役立つ場合にはなおさらです。

そのような解決策が「磁石を大きくする」ほど単純である可能性は低く、代わりにこの新しいネオジムフリー設計を実装するにはモーターの再加工が必要になる可能性があります。 たとえテスラが大きな妥協をすることなく再加工を管理したとしても、同社によるレアアース金属の使用は世界の総消費量のほんの一部に過ぎず、これらの金属はおそらく将来もエレクトロニクスやEVにとって不可欠であり続けるだろう。

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