Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι μια σχεδόν πανταχού παρούσα τεχνολογία με ένα σοβαρό μειονέκτημα: μερικές φορές πιάνουν φωτιά.
Ένα βίντεο με το πλήρωμα και τους επιβάτες μιας πτήσης της JetBlue να ρίχνουν μανιωδώς νερό στα σακίδιά τους αποτελεί το τελευταίο παράδειγμα ευρύτερων ανησυχιών σχετικά με τις μπαταρίες, οι οποίες πλέον μπορούν να βρεθούν σε σχεδόν κάθε συσκευή που απαιτεί φορητή τροφοδοσία. Την τελευταία δεκαετία, έχουν αυξηθεί οι τίτλοι ειδήσεων σχετικά με πυρκαγιές μπαταριών ιόντων λιθίου που προκαλούνται από ηλεκτρικά ποδήλατα, ηλεκτρικά αυτοκίνητα και φορητούς υπολογιστές σε επιβατικές πτήσεις.
Η αυξανόμενη ανησυχία του κοινού έχει εμπνεύσει ερευνητές σε όλο τον κόσμο να εργαστούν για τη βελτίωση της ασφάλειας και της μακροζωίας των μπαταριών ιόντων λιθίου.
Η καινοτομία στις μπαταρίες γνωρίζει ραγδαία άνθηση τα τελευταία χρόνια, με τους ερευνητές να δημιουργούν μπαταρίες στερεάς κατάστασης αντικαθιστώντας τους εύφλεκτους υγρούς ηλεκτρολύτες στις τυπικές μπαταρίες ιόντων λιθίου με πιο σταθερά στερεά ηλεκτρολυτικά υλικά, όπως μη εύφλεκτα τζελ, ανόργανα γυαλιά και στερεά πολυμερή.
Έρευνα που δημοσιεύθηκε την περασμένη εβδομάδα στο περιοδικό Nature προτείνει έναν νέο μηχανισμό ασφαλείας για την πρόληψη του σχηματισμού «δενδριτών» λιθίου, οι οποίοι σχηματίζονται όταν οι μπαταρίες ιόντων λιθίου υπερθερμαίνονται λόγω υπερφόρτισης ή προκαλούν ζημιά στη δενδριτική δομή. Οι δενδρίτες μπορούν να βραχυκυκλώσουν τις μπαταρίες και να προκαλέσουν εκρηκτικές πυρκαγιές.
«Κάθε μελέτη μας δίνει μεγαλύτερη εμπιστοσύνη ότι μπορούμε να λύσουμε τα προβλήματα ασφάλειας και αυτονομίας των ηλεκτρικών οχημάτων», δήλωσε ο Chongsheng Wang, καθηγητής χημικής και βιομοριακής μηχανικής στο Πανεπιστήμιο του Μέριλαντ και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης.
Η ανάπτυξη του Wang αποτελεί ένα σημαντικό βήμα προς τη βελτίωση της ασφάλειας των μπαταριών ιόντων λιθίου, δήλωσε ο Yuzhang Li, επίκουρος καθηγητής χημικής μηχανικής στο UCLA, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη.
Ο Λι εργάζεται πάνω στη δική του καινοτομία, δημιουργώντας μια μεταλλική μπαταρία λιθίου επόμενης γενιάς που μπορεί να αποθηκεύσει 10 φορές περισσότερη ενέργεια από τα εξαρτήματα ηλεκτροδίων γραφίτη στις παραδοσιακές μπαταρίες ιόντων λιθίου.
Όσον αφορά την ασφάλεια των ηλεκτρικών οχημάτων, ο Lee είπε ότι οι μπαταρίες ιόντων λιθίου δεν είναι τόσο επικίνδυνες ή συνηθισμένες όσο πιστεύει το κοινό και η κατανόηση των πρωτοκόλλων ασφαλείας των μπαταριών ιόντων λιθίου είναι κρίσιμη.
«Τόσο τα ηλεκτρικά όσο και τα συμβατικά οχήματα έχουν εγγενείς κινδύνους», είπε. «Αλλά πιστεύω ότι τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα είναι ασφαλέστερα επειδή δεν κάθεται πάνω σε γαλόνια εύφλεκτου υγρού».
Ο Lee πρόσθεσε ότι είναι σημαντικό να λαμβάνονται προληπτικά μέτρα κατά της υπερφόρτισης ή μετά από ατύχημα με ηλεκτρικό όχημα.
Ερευνητές που μελετούν πυρκαγιές σε μπαταρίες ιόντων λιθίου στο μη κερδοσκοπικό Ίδρυμα Έρευνας Πυρκαγιάς διαπίστωσαν ότι οι πυρκαγιές σε ηλεκτρικά οχήματα είναι συγκρίσιμες σε ένταση με τις πυρκαγιές σε παραδοσιακά βενζινοκίνητα οχήματα, αλλά οι πυρκαγιές σε ηλεκτρικά οχήματα τείνουν να διαρκούν περισσότερο, απαιτούν περισσότερο νερό για να σβήσουν και είναι πιο πιθανό να αναφλεγούν ξανά αρκετές ώρες μετά την εξαφάνιση της φλόγας λόγω της υπολειμματικής ενέργειας στην μπαταρία.
Η Βικτόρια Χάτσισον, ανώτερη διευθύντρια του ερευνητικού προγράμματος του ιδρύματος, δήλωσε ότι τα ηλεκτρικά οχήματα αποτελούν μοναδικό κίνδυνο για τους πυροσβέστες, τους πρώτους ανταποκριτές και τους οδηγούς λόγω των μπαταριών ιόντων λιθίου που διαθέτουν. Αλλά αυτό δεν σημαίνει απαραίτητα ότι οι άνθρωποι πρέπει να τα φοβούνται, πρόσθεσε.
«Προσπαθούμε ακόμη να κατανοήσουμε τι είναι οι πυρκαγιές σε ηλεκτρικά οχήματα και πώς να τις καταπολεμήσουμε καλύτερα», δήλωσε ο Hutcheson. «Είναι μια καμπύλη μάθησης. Έχουμε αυτοκίνητα με κινητήρα εσωτερικής καύσης εδώ και πολύ καιρό, είναι κάτι περισσότερο από άγνωστο, αλλά απλώς πρέπει να μάθουμε πώς να αντιμετωπίζουμε αυτά τα συμβάντα σωστά».
Οι ανησυχίες για τις πυρκαγιές σε ηλεκτρικά οχήματα θα μπορούσαν επίσης να αυξήσουν τις τιμές ασφάλισης, δήλωσε ο Martti Simojoki, ειδικός στην πρόληψη ζημιών στη Διεθνή Ένωση Θαλάσσιων Ασφαλίσεων. Είπε ότι η ασφάλιση ηλεκτρικών οχημάτων ως φορτίου είναι επί του παρόντος ένας από τους λιγότερο ελκυστικούς επιχειρηματικούς κλάδους για τις ασφαλιστικές εταιρείες, γεγονός που θα μπορούσε να αυξήσει το κόστος ασφάλισης για όσους επιθυμούν να μεταφέρουν ηλεκτρικά οχήματα λόγω του αντιληπτού κινδύνου πυρκαγιάς.
Ωστόσο, μια μελέτη της Διεθνούς Ένωσης Θαλάσσιων Ασφαλίσεων, μιας μη κερδοσκοπικής ομάδας που εκπροσωπεί ασφαλιστικές εταιρείες, διαπίστωσε ότι τα ηλεκτρικά οχήματα δεν είναι πιο επικίνδυνα ή ριψοκίνδυνα από τα συμβατικά αυτοκίνητα. Στην πραγματικότητα, δεν έχει επιβεβαιωθεί ότι μια πυρκαγιά φορτίου υψηλού προφίλ στα ανοικτά των ολλανδικών ακτών αυτό το καλοκαίρι προκλήθηκε από ηλεκτρικό όχημα, παρά τα πρωτοσέλιδα που υποδηλώνουν το αντίθετο, δήλωσε ο Simojoki.
«Νομίζω ότι οι άνθρωποι διστάζουν να αναλάβουν ρίσκα», είπε. «Εάν το ρίσκο είναι υψηλό, η τιμή θα είναι υψηλότερη. Στο τέλος της ημέρας, ο τελικός καταναλωτής το πληρώνει».
Διόρθωση (7 Νοεμβρίου 2023, 9:07 π.μ. ET): Σε προηγούμενη έκδοση αυτού του άρθρου είχε γίνει λάθος στο όνομα του κύριου συγγραφέα της μελέτης. Είναι ο Wang Chunsheng, όχι ο Chunsheng.