تُعد بطاريات الليثيوم أيون تقنية شائعة الاستخدام تقريبًا، لكن لها عيب خطير: إذ قد تشتعل فيها النيران في بعض الأحيان.
يُمثل مقطع فيديو لطاقم وركاب طائرة تابعة لشركة جيت بلو وهم يسكبون الماء على حقائب الظهر بجنون أحدث مثال على المخاوف الأوسع نطاقًا بشأن البطاريات، التي أصبحت موجودة الآن في كل جهاز تقريبًا يتطلب طاقة محمولة. على مدار العقد الماضي، ازدادت العناوين الرئيسية حول حرائق بطاريات الليثيوم أيون الناجمة عن الدراجات الكهربائية والسيارات الكهربائية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة على متن رحلات الركاب.
لقد ألهم القلق العام المتزايد الباحثين في جميع أنحاء العالم للعمل على تحسين سلامة وطول عمر بطاريات الليثيوم أيون.
شهد ابتكار البطاريات تطوراً هائلاً في السنوات الأخيرة، حيث نجح الباحثون في إنشاء بطاريات الحالة الصلبة عن طريق استبدال الإلكتروليتات السائلة القابلة للاشتعال في بطاريات الليثيوم أيون القياسية بمواد إلكتروليتية صلبة أكثر استقراراً مثل المواد الهلامية غير القابلة للاشتعال والزجاج غير العضوي والبوليمرات الصلبة.
تشير دراسة نُشرت الأسبوع الماضي في مجلة "نيتشر" إلى آلية أمان جديدة لمنع تكوّن "تغصنات" الليثيوم، والتي تتشكل عند ارتفاع درجة حرارة بطاريات أيونات الليثيوم نتيجة الشحن الزائد أو تلف بنيتها التغصنية. يمكن أن تُسبب التغصنات قصرًا في دائرة البطاريات وتسبب حرائق متفجرة.
وقال تشونجشينج وانج، أستاذ الهندسة الكيميائية والبيولوجية الجزيئية في جامعة ماريلاند والمؤلف الرئيسي للدراسة: "كل دراسة تمنحنا ثقة أكبر في قدرتنا على حل مشاكل السلامة والمدى للسيارات الكهربائية".
وقال يوتشانغ لي، الأستاذ المساعد في الهندسة الكيميائية بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس والذي لم يشارك في الدراسة، إن تطوير وانغ يمثل خطوة مهمة نحو تحسين سلامة بطاريات الليثيوم أيون.
ويعمل لي على ابتكاره الخاص، حيث يقوم بإنشاء بطارية ليثيوم معدنية من الجيل التالي يمكنها تخزين طاقة أكبر بعشر مرات من مكونات قطب الجرافيت في بطاريات الليثيوم أيون التقليدية.
وعندما يتعلق الأمر بسلامة المركبات الكهربائية، قال لي إن بطاريات الليثيوم أيون ليست خطيرة أو شائعة كما يعتقد الجمهور، ومن المهم للغاية فهم بروتوكولات سلامة بطاريات الليثيوم أيون.
قال: "تتضمن كلٌّ من المركبات الكهربائية والتقليدية مخاطرَ جوهرية. لكنني أعتقد أن السيارات الكهربائية أكثر أمانًا لأنها لا تستهلك كمياتٍ كبيرةً من السوائل القابلة للاشتعال".
وأضاف لي أنه من المهم اتخاذ تدابير وقائية ضد الشحن الزائد أو بعد وقوع حادث للسيارة الكهربائية.
وجد الباحثون الذين يدرسون حرائق بطاريات الليثيوم أيون في مؤسسة أبحاث الحرائق غير الربحية أن الحرائق في المركبات الكهربائية قابلة للمقارنة في شدتها مع الحرائق في المركبات التقليدية التي تعمل بالبنزين، ولكن الحرائق في المركبات الكهربائية تميل إلى الاستمرار لفترة أطول، وتتطلب المزيد من الماء لإطفائها، ومن المرجح أن تشتعل مرة أخرى. بعد عدة ساعات من اختفاء اللهب بسبب الطاقة المتبقية في البطارية.
قالت فيكتوريا هاتشيسون، المديرة العليا لبرنامج الأبحاث بالمؤسسة، إن المركبات الكهربائية تُشكل خطرًا كبيرًا على رجال الإطفاء وفرق الاستجابة الأولية والسائقين بسبب بطارياتها الليثيوم أيونية. وأضافت أن هذا لا يعني بالضرورة أن الناس يجب أن يخافوا منها.
قال هتشيسون: "ما زلنا نحاول فهم ماهية حرائق المركبات الكهربائية وأفضل السبل لمكافحتها. إنها مرحلة تعلم. لطالما استخدمنا سيارات بمحركات الاحتراق الداخلي، وهي غير معروفة لنا، ولكن علينا فقط أن نتعلم كيفية التعامل مع هذه الحوادث بشكل صحيح".
قال مارتي سيموجوكي، خبير الوقاية من الخسائر في الاتحاد الدولي للتأمين البحري، إن المخاوف بشأن حرائق المركبات الكهربائية قد تؤدي أيضًا إلى ارتفاع أسعار التأمين. وأضاف أن تأمين المركبات الكهربائية كشحنات يُعد حاليًا من أقل مجالات العمل جاذبية لشركات التأمين، مما قد يزيد من تكلفة التأمين لمن يرغبون في نقل المركبات الكهربائية نظرًا لخطر الحريق المُتوقع.
لكن دراسة أجراها الاتحاد الدولي للتأمين البحري، وهي منظمة غير ربحية تمثل شركات التأمين، وجدت أن المركبات الكهربائية ليست أكثر خطورة أو مخاطرة من السيارات التقليدية. وفي الواقع، لم يُؤكد بعد أن حريقًا ضخمًا اندلع في سفينة شحن قبالة الساحل الهولندي هذا الصيف كان بسبب مركبة كهربائية، رغم أن عناوين الأخبار تشير إلى خلاف ذلك، وفقًا لسيموجوكي.
أعتقد أن الناس يترددون في المخاطرة، كما قال. "إذا كانت المخاطرة عالية، فسيكون السعر أعلى. في النهاية، المستهلك النهائي هو من يدفع الثمن."
تصحيح (٧ نوفمبر ٢٠٢٣، الساعة ٩:٠٧ صباحًا بتوقيت شرق الولايات المتحدة): ورد خطأ في كتابة اسم المؤلف الرئيسي للدراسة في نسخة سابقة من هذه المقالة. هو وانغ تشونشنغ، وليس تشونشنغ.