ٹیسلا نے ابھی اعلان کیا ہے کہ ان کی برقی گاڑیوں پر ترتیب دی گئی مستقل مقناطیس موٹروں کی اگلی نسل نایاب زمینی مواد کو بالکل استعمال نہیں کرے گی!
ٹیسلا کا نعرہ: نایاب زمین کے مستقل میگنےٹ مکمل طور پر ختم ہو گئے ہیں۔
کیا یہ حقیقی ہے؟
درحقیقت، 2018 میں، دنیا کی 93 فیصد الیکٹرک گاڑیاں ایسی پاور ٹرین سے لیس تھیں جو نایاب زمینوں سے بنی مستقل مقناطیس موٹر سے چلتی ہیں۔2020 میں، عالمی برقی گاڑیوں کی مارکیٹ کا 77% مستقل مقناطیس موٹرز استعمال کرتا ہے۔الیکٹرک گاڑیوں کی صنعت کے مبصرین کا خیال ہے کہ چونکہ چین الیکٹرک گاڑیوں کی سب سے بڑی منڈیوں میں سے ایک بن گیا ہے، اور چین نے بڑی حد تک نایاب زمینوں کی سپلائی کو کنٹرول کر رکھا ہے، اس لیے اس بات کا امکان نہیں ہے کہ چین مستقل مقناطیس مشینوں سے تبدیل ہو جائے۔لیکن ٹیسلا کی صورتحال کیا ہے اور وہ اس کے بارے میں کیسے سوچتی ہے؟ 2018 میں، Tesla نے ماڈل 3 میں پہلی بار ایمبیڈڈ مستقل مقناطیسی ہم وقت ساز موٹر کا استعمال کیا، جبکہ سامنے کے ایکسل پر انڈکشن موٹر کو برقرار رکھا۔فی الحال، ٹیسلا اپنی ماڈل ایس اور ایکس الیکٹرک گاڑیوں میں دو طرح کی موٹرز استعمال کرتی ہے، ایک نادر ارتھ مستقل مقناطیس موٹر اور دوسری انڈکشن موٹر۔انڈکشن موٹرز زیادہ طاقت فراہم کر سکتی ہیں، اور مستقل میگنےٹ والی انڈکشن موٹرز زیادہ موثر ہوتی ہیں اور ڈرائیونگ رینج کو 10 فیصد تک بہتر بنا سکتی ہیں۔
مستقل مقناطیس موٹر کی اصل اس کے بارے میں بات کرتے ہوئے، ہمیں یہ بتانا ہوگا کہ نایاب زمین کی مستقل مقناطیس موٹر کیسے وجود میں آئی۔ہر کوئی جانتا ہے کہ مقناطیسیت بجلی پیدا کرتی ہے اور بجلی مقناطیسیت پیدا کرتی ہے، اور موٹر کی نسل مقناطیسی میدان سے الگ نہیں ہوتی۔لہذا، مقناطیسی میدان فراہم کرنے کے دو طریقے ہیں: جوش اور مستقل مقناطیس۔ ڈی سی موٹرز، سنکرونس موٹرز اور بہت سی چھوٹی خصوصی موٹرز سبھی کو ڈی سی مقناطیسی فیلڈ کی ضرورت ہوتی ہے۔روایتی طریقہ یہ ہے کہ مقناطیسی میدان حاصل کرنے کے لیے لوہے کے کور کے ساتھ ایک توانائی بخش کوائل (جسے مقناطیسی قطب کہا جاتا ہے) کا استعمال کیا جاتا ہے، لیکن اس طریقہ کار کا سب سے بڑا نقصان یہ ہے کہ کرنٹ کو کوائل کی مزاحمت (گرمی پیدا کرنے) میں توانائی کا نقصان ہوتا ہے، جس سے اس میں کمی واقع ہوتی ہے۔ موٹر کی کارکردگی اور آپریٹنگ اخراجات میں اضافہ۔ اس وقت، لوگوں نے سوچا کہ اگر کوئی مستقل مقناطیسی میدان ہے، اور بجلی کو مقناطیسیت پیدا کرنے کے لیے استعمال نہیں کیا جائے گا، تو موٹر کا معاشی انڈیکس بہتر ہو جائے گا۔چنانچہ 1980 کی دہائی کے آس پاس، مختلف قسم کے مستقل مقناطیسی مواد نمودار ہوئے، اور پھر انہیں موٹروں پر لاگو کیا گیا، جس سے مستقل مقناطیس موٹریں بن گئیں۔
نایاب زمین کی مستقل مقناطیس موٹر لیڈ لیتی ہے۔ تو کون سا مواد مستقل میگنےٹ بنا سکتا ہے؟بہت سے نیٹیزین کا خیال ہے کہ مواد کی صرف ایک قسم ہے۔درحقیقت، میگنےٹ کی چار اہم قسمیں ہیں جو مستقل مقناطیسی میدان پیدا کر سکتی ہیں، یعنی: سیرامک (فیرائٹ)، ایلومینیم نکل کوبالٹ (AlNiCo)، سماریئم کوبالٹ (SmCo) اور نیوڈیمیم آئرن بورون (NdFeB)۔خصوصی نیوڈیمیم میگنیٹ الائے بشمول ٹربیئم اور ڈیسپروسیم کو زیادہ کیوری درجہ حرارت کے ساتھ تیار کیا گیا ہے، جس سے وہ 200 ° C تک زیادہ درجہ حرارت برداشت کر سکتے ہیں۔
1980 کی دہائی سے پہلے، مستقل مقناطیسی مواد بنیادی طور پر فیرائٹ مستقل میگنےٹ اور النیکو مستقل میگنےٹ تھے، لیکن ان مواد کی باقیات زیادہ مضبوط نہیں ہے، اس لیے پیدا ہونے والا مقناطیسی میدان نسبتاً کمزور ہے۔نہ صرف یہ، بلکہ ان دو قسم کے مستقل مقناطیسوں کی جبر کی قوت کم ہوتی ہے، اور ایک بار جب وہ کسی بیرونی مقناطیسی میدان کا سامنا کرتے ہیں، تو وہ آسانی سے متاثر اور ڈی میگنیٹائز ہو جاتے ہیں، جو مستقل مقناطیسی موٹروں کی نشوونما کو روکتا ہے۔ آئیے نایاب زمینی میگنےٹ کے بارے میں بات کرتے ہیں۔درحقیقت، نادر زمینی میگنےٹ دو قسم کے مستقل میگنےٹس میں تقسیم ہوتے ہیں: ہلکی نادر زمین اور بھاری نایاب زمین۔عالمی نادر زمین کے ذخائر تقریباً 85% ہلکی نایاب زمین اور 15% بھاری نایاب زمینوں پر مشتمل ہیں۔مؤخر الذکر بہت سے آٹوموٹو ایپلی کیشنز کے لیے موزوں اعلی درجہ حرارت والے میگنےٹ پیش کرتا ہے۔1980 کی دہائی کے بعد، ایک اعلی کارکردگی کا نادر زمین مستقل مقناطیس مواد-NdFeB مستقل مقناطیس نمودار ہوا۔ اس طرح کے مادّوں میں زیادہ ریماننس کے ساتھ ساتھ زیادہ جبر اور توانائی کی پیداوار ہوتی ہے، لیکن عام طور پر متبادل کے مقابلے میں کیوری کا درجہ حرارت کم ہوتا ہے۔اس سے بنی نایاب زمین کی مستقل مقناطیس موٹر کے بہت سے فوائد ہیں، جیسے کہ اعلی کارکردگی، کوئی اتیجیت کنڈلی نہیں، اس لیے اتیجیت توانائی کا کوئی نقصان نہیں ہوتا ہے۔رشتہ دار مقناطیسی پارگمیتا ہوا کی مشین کے قریب ہے، جو موٹر انڈکٹنس کو کم کرتی ہے اور پاور فیکٹر کو بہتر بناتی ہے۔یہ خاص طور پر نادر زمین کی مستقل مقناطیس موٹروں کی بہتر طاقت کی کثافت اور کارکردگی کی وجہ سے ہے کہ الیکٹرک ڈرائیو موٹرز کے بہت سے مختلف ڈیزائن ہیں، اور سب سے زیادہ مقبول نادر زمین مستقل مقناطیس موٹرز ہیں۔ Tesla چھٹکارا حاصل کرنا چاہتا ہے چینی نایاب زمینوں پر انحصار؟
ہر کوئی جانتا ہے کہ چین دنیا میں نایاب زمین کے وسائل کی وسیع اکثریت فراہم کرتا ہے۔امریکہ نے بھی حالیہ برسوں میں یہ دیکھا ہے۔وہ نایاب زمینوں کی فراہمی میں چین کی طرف سے رکاوٹ نہیں بننا چاہتے۔لہذا، بائیڈن کے اقتدار سنبھالنے کے بعد، اس نے نایاب زمین کی سپلائی چین میں اپنی شرکت بڑھانے کی کوشش کی۔یہ 2 ٹریلین ڈالر کے بنیادی ڈھانچے کی تجویز کی ترجیحات میں سے ایک ہے۔ایم پی میٹریلز، جس نے 2017 میں کیلیفورنیا میں پہلے سے بند ایک کان خریدی تھی، نیوڈیمیم اور پراسیوڈیمیم پر توجہ مرکوز کرتے ہوئے، امریکی نایاب زمین کی سپلائی چین کو بحال کرنے کے لیے کوشاں ہے، اور سب سے کم لاگت پروڈیوسر بننے کی امید ہے۔Lynas نے ٹیکساس میں ہلکی نایاب ارتھ پراسیسنگ پلانٹ بنانے کے لیے حکومتی فنڈنگ حاصل کی ہے اور ٹیکساس میں بھاری نایاب زمینوں کو الگ کرنے کی سہولت کے لیے ایک اور معاہدہ کیا ہے۔اگرچہ امریکہ نے بہت ساری کوششیں کی ہیں، لیکن صنعت سے وابستہ لوگوں کا خیال ہے کہ مختصر مدت میں، خاص طور پر لاگت کے لحاظ سے، چین نایاب زمینوں کی فراہمی میں ایک غالب پوزیشن برقرار رکھے گا، اور امریکہ اسے ہر گز ہلا نہیں سکتا۔
شاید ٹیسلا نے یہ دیکھا، اور انہوں نے مستقل میگنےٹ استعمال کرنے پر غور کیا جو نایاب زمین کو موٹروں کے طور پر بالکل استعمال نہیں کرتے۔یہ ایک جرات مندانہ مفروضہ ہے، یا ایک مذاق، ہم ابھی تک نہیں جانتے.اگر Tesla مستقل میگنیٹ موٹرز کو ترک کر دیتا ہے اور واپس انڈکشن موٹرز پر چلا جاتا ہے، تو یہ ان کے کام کرنے کا انداز نہیں لگتا ہے۔اور ٹیسلا مستقل مقناطیس موٹرز استعمال کرنا چاہتی ہے، اور نایاب زمین کے مستقل میگنےٹ کو مکمل طور پر ترک کر دیتی ہے، اس لیے دو امکانات ہیں: ایک یہ کہ اصلی سیرامک (فیرائٹ) اور AlNiCo مستقل میگنےٹس پر اختراعی نتائج حاصل کیے جائیں، دوسرا یہ کہ مستقل میگنےٹ سے بنے دیگر غیر نایاب زمین کے مرکب مواد بھی اسی اثر کو برقرار رکھ سکتے ہیں جیسا کہ نادر زمین کے مستقل میگنےٹ۔اگر یہ دونوں نہیں ہیں، تو ٹیسلا ممکنہ طور پر تصورات کے ساتھ کھیل رہا ہے۔الائنس ایل ایل سی کے صدر، دا ووکووچ نے ایک بار کہا تھا کہ "نایاب زمینی میگنےٹ کی خصوصیات کی وجہ سے، کوئی دوسرا مقناطیسی مواد ان کی اعلیٰ طاقت کی کارکردگی سے مماثل نہیں ہو سکتا۔آپ واقعی نایاب زمینی میگنےٹ کو تبدیل نہیں کر سکتے۔"
قطع نظر اس کے کہ ٹیسلا تصورات کے ساتھ کھیل رہی ہے یا واقعی مستقل مقناطیس موٹروں کے معاملے میں چین کی نایاب زمین کی فراہمی پر انحصار سے چھٹکارا حاصل کرنا چاہتی ہے، ایڈیٹر کا خیال ہے کہ نایاب زمین کے وسائل بہت قیمتی ہیں، اور ہمیں انہیں عقلی طور پر تیار کرنا چاہیے، اور مزید ادائیگی کرنی چاہیے۔ آنے والی نسلوں پر توجہ دیں۔اس کے ساتھ ساتھ محققین کو اپنی تحقیقی کوششوں کو بڑھانے کی ضرورت ہے۔آئیے یہ نہ کہیں کہ ٹیسلا کی تشکیل اچھی ہے یا نہیں، کم از کم اس نے ہمیں کچھ اشارے اور ترغیب دی ہیں۔