Vzácné kovy
Je jich sedmnáct a řadíme mezi ně rhodium, platinu, zlato, palladium, osmium, iridium či neodym. Bez prvků vzácných zemin se neobejdou notebooky, iPhony, elektromotory i baterie elektromobilů a motory hybridů.
Na jejich dostupnosti a ceně do značné míry záleží, zda elektrokolky ustojí svůj boj s neustále úspornějšími auty se spalovacími motory, ať již na benzín, naftu, etanol,... 
Nedostatek těchto vzácných kovů je tak vážný, že automobilka Toyota například uvažuje o otevření vlastního dolu ve Vietnamu. Sesterský Nissan a Honda na tom nejsou lépe. Důvodem je zmáhající se Čína, která měla na těžbu těchto strategických surovin prakticky monopol. Pokrývala potřebu světového trhu veškerých vzácných kovů z 90 - 97 %. Přitom její území na ně moc bohaté není – jen asi 30 - 37 % světových zásob. Čínský automobilový průmysl nabírá dech a připravuje výrobu aut na elektrický pohon ve velkém. Součástí zahájeného pětiletého plánu Číny je proto snižování vývozních kvót a prognostici hlásí, že nedostatek vzácných surovin postihne celý svět. Výrobce elektrotechniky a aut v první řadě. Je to logické, bez palladia se například neobejdou katalyzátory a bez neodymu zase silné permanentní magnety. Europium je třeba na displeje, "žárovky" s dlouhou životností a iridia je v moderních motorech čím dál tím více. Stejný prvek spolu s platinou je základem termočlánků,...

Zvětšit obrázek

Princip spínaného reluktančního motoru, trojfázová verze.

Ačkoli se těmto kovům říká vzácné, v zemské kůře jich je dost. Problém je jinde, v jejich obtížném a velmi nákladném dobývání. Odklon od levné jaderné energie růst cen vzácných kovů jen prohloubí, protože fotovoltaika ani „větrníky“ se bez nich rovněž neobejdou. Japonsko, které prakticky všechny suroviny dováží již tento problém dostihnul a zasáhl nejvíce výrobce aut. Proto vymýšlejí, jak to udělat, aby jejich výrobky nepostihl zlý osud cenově konkurenčně neschopných a neprodejných produktů. Hitachi již vyvinula motor bez neodymu, dysprosia a místo permanentních magnetů zvolila feritové. Energetická náročnost výroby motoru klesla o 10 %. Vadou na jeho kráse je, že není dostatečně velký a výkonný, aby se dal použít k pohonu elektromobilů. Pro zajímavost - motor Toyoty Prius je také na principu permanentních magnetů a je z tohoto pohledu poněkud zastaralý. Zřejmě proto došlo k propojení s Tesla Motors a lze za tím tušit přechod na indukční motory, stejně jako je tomu například u Mini E od automobilky BMW.

Zvětšit obrázek

Pohled pod kapotu Hoshiho vozu s krabicí ukrývající reluktanční pohonnou jednotku. (Kredit: Nobukazu Hoshi)

Techno-Frontier 2011
K pohonu elektrických vozidel se téměř výlučně používají stejnosměrné komutátorové motory s elektronickou komutací a střídavé asynchronní nebo synchronní motory, vybavené frekvenčním měničem.
Profesor Nobukazu Hoshi (Tokyo University of Science) představil minulý týden na tokijské výstavě Techno-Frontier levný motor o výkonu 50 kW a účinnosti přes 95 %. Vypadá jako krabice, která je velikostí srovnatelná se stávajícím motorem montovaným do Toyoty Prius. Obejde se prý zcela bez vzácných kovů a jeho zavedení by mělo výrobu elektromobilů podstatně zlevnit. Nazývají jej „Switched Reluctance Motor”. To mnohé vysvětluje. Reluktanční motory jsou typem synchronního elektromotoru. Jeho vzetí na milost tohoto více než sto let starého  objevu (název motoru se odvozuje od magnetického odporu, který se také nazývá reluktance),
dovoluje pokrok ve vysokorychlostních spínacích zařízeních (bipolárních tranzistorů). Tyto nové rezonanční měniče se vyznačují malými spínacími ztrátami, protože využívají k sepnutí okamžiky nulového napětí. Celý systém tak může pracovat i při vysokých frekvencích, což dříve bylo možné jen za cenu vysokých ztrát. Princip reluktančního motoru je velmi jednoduchý a je zřejmý z obrázku vpravo, kde je nakreslena jeho trojfázová verze.

I když jde o jeden z nejstarších typů elektromotorů, který se používal již jen na pohon disků, tiskařských hlav a magnetofonových pásků,  pokrok v oblasti řídicích prvků vrací tyto spínané reluktanční motory znovu na scénu velkých výkonů. Mají celou řadu předností - jednoduchou konstrukci, mechanicky  jsou odolné, vyznačují se vysokou účinností a v poměru k hmotnosti vysoký výkonem. A hlavně se obejdou bez drahých permanentních magnetů. Nevýhodou v Tokyu předvedeného modelu je zatím stále ještě nedostatečný kroutící moment, ale vědci tvrdí, že i to brzo vyřeší a že jejich motor začne soupeřit o své místo na slunci automobilového trhu. Pokud budou mít pravdu, budou elektrokolky levnější. Jejich problémem budou hlučnost a vibrace, kterých se reluktančního motor těžko zbaví. Ale nakonec proč ne, do mnohých ze stávajících elektrických přibližovadel se kvůli bezpečnosti montují i reproduktory, aby imitací „klasiky“ varovaly chodce na jinak neslyšně se valící masu kovu a elektrolytu.

Prameny: 
Physorg, BusinessWeek, Techeye, Technologyreview,  Ladislav Kopecký: „Reluktanční motor a elektromobil“, Stolařík a Veselka: „Přehledová studie reluktančních motorů“.
http://youtu.be/Cq_9EntG35w