الفيضانات تثير خطر الحريق في بطاريات السيارات الكهربائية من المياه المالحة

في أعقاب إعصار، يتسابق عمال الإنقاذ مع الزمن لإزالة الحطام وإنقاذ الأرواح. ومع ذلك، وسط الفوضى، ظهر خطر جديد: انفجار السيارات الكهربائية (EVs) في ألسنة اللهب. هذه الحوادث ليست حوادث عشوائية بل نتيجة لتهديد خفي - تسرب المياه المالحة إلى بطاريات الليثيوم أيون. ما الذي يسبب مثل هذه التفاعلات الخطيرة، وكيف يمكن منع الكوارث المستقبلية؟

في الآونة الأخيرة، دمر الإعصار إيان ولاية فلوريدا وجنوب شرق الولايات المتحدة، مما تسبب في دمار وفيضانات واسعة النطاق. خلال جهود التعافي، واجه المستجيبون حرائق متعددة في السيارات الكهربائية في المركبات التي تعمل ببطاريات الليثيوم أيون. كشفت التحقيقات أن التعرض للمياه المالحة كان هو السبب الرئيسي. غمرت العديد من المركبات في مياه الفيضانات، ويعمل التعرض للمياه المالحة على تدهور أداء بطارية الليثيوم أيون بشكل كبير، مما يؤدي إلى تفاعلات كيميائية تشكل مخاطر حريق شديدة. تظهر سجلات تسجيل المركبات أن أكثر من 7000 سيارة كهربائية في مقاطعة لي في فلوريدا وحدها ربما تأثرت - وهو رقم مذهل يؤكد خطورة هذا التهديد الناشئ.

تتكون بطاريات الليثيوم أيون من كاثود وأنود وإلكتروليت وفاصل. يسهل الإلكتروليت حركة أيونات الليثيوم بين الأقطاب الكهربائية، بينما يمنع الفاصل التلامس المباشر بين الكاثود والأنود لتجنب الدوائر القصيرة. المياه المالحة، وخاصة مياه البحر، موصلة للغاية وتآكلية. عندما تتسلل إلى بطارية الليثيوم أيون، فإنها تبدأ تفاعلًا متسلسلًا يمكن أن يؤدي إلى عطل كارثي.

• تحلل الإلكتروليت: تتفاعل أيونات الكلوريد الموجودة في المياه المالحة مع الإلكتروليت، مما يتسبب في انهياره وإطلاق الغازات والحرارة. يؤدي تراكم الغاز إلى زيادة الضغط الداخلي، مما قد يؤدي إلى انتفاخ البطارية أو انفجارها. وفي الوقت نفسه، تعمل الحرارة على تسريع التفاعلات الكيميائية، مما يخلق حلقة ردود فعل خطيرة.
• تآكل القطب الكهربائي: تؤدي أيونات الكلوريد إلى تآكل مواد الكاثود والأنود، مما يضر بالسلامة الهيكلية للبطارية. يقلل التآكل من السعة ويزيد المقاومة الداخلية ويزيد من عدم الاستقرار.
• فشل الفاصل: تعمل المياه المالحة على تدهور الخصائص العازلة للفاصل. إذا فشل الفاصل، فقد تتلامس الأقطاب الكهربائية مع بعضها البعض مباشرة، مما يتسبب في حدوث ماس كهربائي وتوليد حرارة شديدة.
• خطر الدائرة القصيرة: يمكن أن تخلق موصلية المياه المالحة مسارات تيار غير مقصودة بين الأقطاب الكهربائية، مما يؤدي إلى إطلاق الطاقة بسرعة وإشعال الحرائق.

نظرًا للمخاطر الشديدة التي تشكلها بطاريات الليثيوم أيون التالفة، يجب على السفن والموانئ وشركات الشحن توخي الحذر الشديد لمنع تحميل السيارات الكهربائية المعرضة للخطر على السفن التجارية. تنبيه السلامة 01-22 يؤكد على أنه يجب التعامل مع السيارات الكهربائية التي غمرتها المياه أو تعرضت للمياه المالحة على أنها مخاطر حريق محتملة والتعامل معها بعناية فائقة.

للتخفيف من المخاطر، يحث خفر السواحل أصحاب المصلحة على اعتماد التدابير التالية:

1. مراجعة لوائح نقل المركبات: فحص المتطلبات بدقة بموجب لوائح المواد الخطرة (49 CFR) و المدونة البحرية الدولية للبضائع الخطرة (IMDG) . يتم تصنيف جميع بطاريات الليثيوم على أنها مواد خطرة، وتنظمها إدارة سلامة المواد الخطرة وخطوط الأنابيب (PHMSA). الامتثال لـ دليل الشاحن لبطاريات الليثيوم إلزامي.
2. تقييم المتطلبات الإضافية للبطاريات التالفة: استشر إشعار السلامة الاستشاري من PHMSA بشأن نقل بطاريات الليثيوم التالفة أو المعيبة. تفرض الحكم الخاص 376 من مدونة IMDG الحصول على موافقة من PHMSA أو خفر السواحل قبل شحن البطاريات المعرضة للخطر.
3. الحفاظ على اليقظة: تأكد من عدم تحميل السيارات الكهربائية التالفة على السفن أو تخزينها في مرافق الموانئ أو إغلاقها في حاويات. يجب على جميع الموظفين الالتزام ببروتوكولات السلامة الصارمة.

في حين أن التحسينات في المناولة واللوائح ضرورية، فإن الحلول طويلة الأجل تكمن في تطوير تكنولوجيا البطاريات. تشمل التطورات الواعدة:

• بطاريات الحالة الصلبة: يمكن أن يؤدي استبدال الإلكتروليتات السائلة ببدائل صلبة إلى تقليل مخاطر الحريق بشكل كبير.
• الإلكتروليتات المتقدمة: قد تعمل الإلكتروليتات غير القابلة للاشتعال والمقاومة للحرارة على تحسين استقرار البطارية.
• أنظمة إدارة البطاريات المحسنة (BMS): يمكن أن تكتشف خوارزميات المراقبة الأكثر ذكاءً الحالات الشاذة في وقت سابق.
• التحسينات الهيكلية: قد تصمد التصميمات المعززة بشكل أفضل أمام الضغوط البيئية.

مع نمو اعتماد السيارات الكهربائية، سيتطلب التصدي لتحديات السلامة هذه التعاون عبر الصناعات والجهات التنظيمية والمصنعين. فقط من خلال التدابير الاستباقية يمكن تحقيق الوعد بالنقل المستدام دون المساس بالسلامة العامة.