Litiumioniakut ovat lähes kaikkialla läsnä oleva tekniikka, jolla on vakava haittapuoli: ne syttyvät joskus tuleen.
Video JetBluen koneen miehistöstä ja matkustajista, jotka kaatavat vimmatusti vettä reppuihinsa, on uusin esimerkki laajemmasta huolesta akkuja kohtaan, joita löytyy nykyään lähes jokaisesta kannettavaa virtaa vaativasta laitteesta. Viimeisen vuosikymmenen aikana otsikoissa on ollut yhä enemmän sähköpyörien, sähköautojen ja kannettavien tietokoneiden aiheuttamia litiumioniakkujen tulipaloja matkustajalennoilla.
Kasvava yleinen huoli on innoittanut tutkijoita ympäri maailmaa työskentelemään litiumioniakkujen turvallisuuden ja pitkäikäisyyden parantamiseksi.
Akkuinnovaatiot ovat räjähtäneet viime vuosina, ja tutkijat ovat luoneet kiinteän olomuodon akkuja korvaamalla tavallisten litiumioniakkujen syttyvät nestemäiset elektrolyytit vakaammilla kiinteillä elektrolyyttimateriaaleilla, kuten palamattomilla geeleillä, epäorgaanisilla laseilla ja kiinteillä polymeereillä.
Nature-lehdessä viime viikolla julkaistu tutkimus ehdottaa uutta turvamekanismia litium-”dendriittien” muodostumisen estämiseksi. Dendriitit muodostuvat, kun litiumioniakut ylikuumenevat ylilatauksen vuoksi tai vaurioittavat dendriittirakennetta. Dendriitit voivat oikosulkea akkuja ja aiheuttaa räjähdysmäisiä tulipaloja.
”Jokainen tutkimus antaa meille enemmän luottamusta siihen, että pystymme ratkaisemaan sähköajoneuvojen turvallisuus- ja toimintasädeongelmat”, sanoi Chongsheng Wang, Marylandin yliopiston kemian ja biomolekyylitekniikan professori ja tutkimuksen pääkirjoittaja.
Wangin kehitys on tärkeä askel kohti litiumioniakkujen turvallisuuden parantamista, sanoi Yuzhang Li, UCLA:n kemiantekniikan apulaisprofessori, joka ei ollut mukana tutkimuksessa.
Lee työstää omaa innovaatiotaan ja luo seuraavan sukupolven litiummetalliakkua, joka voi varastoida 10 kertaa enemmän energiaa kuin perinteisten litiumioniakkujen grafiittielektrodikomponentit.
Sähköajoneuvojen turvallisuuden osalta Lee sanoi, että litiumioniakut eivät ole niin vaarallisia tai yleisiä kuin yleisö luulee, ja litiumioniakkujen turvallisuusprotokollien ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää.
”Sekä sähköajoneuvoissa että perinteisissä ajoneuvoissa on omat riskinsä”, hän sanoi. ”Mutta mielestäni sähköautot ovat turvallisempia, koska niiden ei tarvitse istua litroittain syttyvää nestettä päällä.”
Lee lisäsi, että on tärkeää ryhtyä ennaltaehkäiseviin toimenpiteisiin ylilatauksen estämiseksi tai sähköajoneuvo-onnettomuuden jälkeen.
Voittoa tavoittelemattoman Fire Research Foundation -järjestön litiumioniakkujen tulipaloja tutkivat tutkijat havaitsivat, että sähköajoneuvojen tulipalot ovat voimakkuudeltaan verrattavissa perinteisten bensiinikäyttöisten ajoneuvojen tulipaloihin, mutta sähköajoneuvojen tulipalot kestävät yleensä pidempään, vaativat sammuttamiseen enemmän vettä ja syttyvät todennäköisemmin uudelleen useita tunteja liekin sammumisen jälkeen akun jäännösenergian vuoksi.
Säätiön tutkimusohjelman vanhempi johtaja Victoria Hutchison sanoi, että sähköajoneuvot aiheuttavat ainutlaatuisen riskin palomiehille, ensihoitajille ja kuljettajille litiumioniakkujensa vuoksi. Mutta se ei välttämättä tarkoita, että ihmisten pitäisi pelätä niitä, hän lisäsi.
”Yritämme edelleen ymmärtää, mitä sähköajoneuvojen tulipalot ovat ja miten niitä parhaiten torjutaan”, Hutcheson sanoi. ”Se on oppimisprosessi. Meillä on ollut polttomoottoriautoja jo pitkään, tilanne on vielä tuntematon, mutta meidän on vain opittava käsittelemään näitä tilanteita oikein.”
Huoli sähköajoneuvojen tulipaloista voi myös nostaa vakuutushintoja, sanoo Martti Simojoki, International Union of Marine Insurancen vahinkojen ehkäisyn asiantuntija. Hän sanoo, että sähköajoneuvojen vakuuttaminen rahtina on tällä hetkellä yksi vähiten houkuttelevista liiketoiminta-alueista vakuutusyhtiöille, mikä voi nostaa vakuutuskustannuksia niille, jotka haluavat kuljettaa sähköajoneuvoja koetun tulipaloriskin vuoksi.
Mutta vakuutusyhtiöitä edustavan voittoa tavoittelemattoman International Union of Marine Insurance -järjestön tutkimuksessa todettiin, että sähköajoneuvot eivät ole vaarallisempia tai riskialttiimpia kuin perinteiset autot. Itse asiassa ei ole vahvistettu, että Alankomaiden rannikolla tänä kesänä sattunut korkean profiilin rahtipalo olisi aiheutunut sähköajoneuvosta, vaikka otsikot viittaavatkin toisin, Simojoki sanoi.
”Mielestäni ihmiset ovat haluttomia ottamaan riskejä”, hän sanoi. ”Jos riski on suuri, hinta on korkeampi. Loppujen lopuksi loppukuluttaja maksaa sen.”
Korjaus (7. marraskuuta 2023, klo 9.07 ET): Tämän artikkelin aiemmassa versiossa tutkimuksen pääkirjoittajan nimi oli kirjoitettu väärin. Hän on Wang Chunsheng, ei Chunsheng.