Lithium-iontové baterie jsou horkou komoditou pro průmysl obnovitelné energie. Jejich vysoká hustota energie jim umožňuje ukládat obrovské množství energie ve srovnání s jejich velikostí, což z nich činí výběr pro elektrická vozidla, chytrá telefony a další dobíjecí zařízení. Bohužel se teplo z těch stejných horkých komodit občas stává doslovným. Dobíjecí baterie potřebují dvě komponenty, aby došlo k chemické reakci: anoda lithium kovové, která oxiduje a uvolňuje elektrony a oxidovou katodu bohatá na nikl, která nabíjí tyto elektrony. Ale dalším vedlejším produktem je hořlavý plyn. Pokud jsou zapáleny, mohou intenzivní plameny plameny celé hodiny a přitom uvolňovat kouřové oblaky naložené toxickými chemikáliemi. V některých případech vyžaduje jeden oheň lithium baterie až 30 000 galonů vody, aby plně uhasil.
S ohledem na tuto hrozbu automobiloví inženýři neustále pracují na zlepšení návrhů a krytů baterií. Někteří vědci tvrdí, že jiná vrstva ochrany může také zvýšit bezpečnost baterií. Podle studie zveřejněné 14. července v Sborník Národní akademie vědintegrace lepších systémů hasicího přístroje do lithium-iontových baterií by mohla nabídnout efektivní a další selhání pro řidiče a cestující.
Tým vedený molekulárním chemikem Yingem Zhangem z Čínské akademie věd Institutu chemie nedávno vyvinul prototypovou baterii s katodami naplněnými polymerem pro opakování. Poté ji testovali oproti standardní průmyslové lithiové baterii postupným zvyšováním jejich vnitřních teplot.
Zařízení se začala přehřát po překročení 212 stupňů Fahrenheita, ale tam se do hry začala tajná zbraň prototypu. Při této teplotě se specializované polymery uvnitř katod začaly rozpadat a uvolnit radikály inhibující plameni, aby potlačily nevyhnutelné nahromadění hořlavých plynů. Po průchodu 248 stupňů způsobila, že se standardní řetězová reakce standardní baterie explodovala do 13 minut, přičemž plameny nakonec dosáhly 1 832 stupňů. Naproti tomu nová prototypová baterie doplňovala při 428 stupních, aniž by se někdy vzpamatovala.
„Tato strategie správy inteligentních plynů zvyšuje jak tepelnou bezpečnost, tak elektrochemickou stabilitu a nabízí transformační cestu k livovým baterii bezpečnými pro požární propojení pro pokročilé aplikace pro skladování energie,“ vysvětlili autoři studie.
Pokud bude škálovatelný, může design týmu pomoci zabránit nespočetným požárům baterií tím, že zachytí dokonce i počáteční plameny – ale je to detail, který bude klíčem k jeho úspěchu.
Zatímco někteří výrobci baterií již své výrobky lemují s chemikáliemi zpomalujícími hořením, minulé studie naznačují, že mají jen málo, aby skutečně zabránily požárům. A co víc, stejné chemikálie mohou při zahřívání uvolnit ještě více toxinů do vzduchu. Aby tento nejnovější design fungoval, budou muset inženýři zajistit, aby jejich vynález nejen zabraňoval požárům, ale také nevytváří žádnou z nebezpečných výparů, které mohou přicházet s plameny. Alespoň zatím se tomu tak zdá.
Více obchodů, recenzí a nákupních průvodců
Čerpáme z těchto zdrojů: google.com, science.org, newatlas.com, wired.com, pixabay.com
