Πλημμύρες Εντείνουν τον Κίνδυνο Πυρκαγιάς σε Μπαταρίες Ηλεκτρικών Οχημάτων από Θαλασσινό Νερό

Στην επαύριο ενός τυφώνα, οι διασώστες αγωνίζονται με τον χρόνο για να απομακρύνουν τα συντρίμμια και να σώσουν ζωές. Ωστόσο, εν μέσω του χάους, έχει εμφανιστεί ένας νέος κίνδυνος: τα ηλεκτρικά οχήματα (EV) που τυλίγονται στις φλόγες. Αυτά τα περιστατικά δεν είναι τυχαία ατυχήματα, αλλά το αποτέλεσμα μιας κρυφής απειλής—της διείσδυσης αλμυρού νερού στις μπαταρίες ιόντων λιθίου. Τι προκαλεί τέτοιες επικίνδυνες αντιδράσεις και πώς μπορούν να προληφθούν μελλοντικές καταστροφές;

Πρόσφατα, ο τυφώνας Ίαν κατέστρεψε τη Φλόριντα και τις νοτιοανατολικές Ηνωμένες Πολιτείες, προκαλώντας εκτεταμένες καταστροφές και πλημμύρες. Κατά τη διάρκεια των προσπαθειών αποκατάστασης, οι διασώστες αντιμετώπισαν πολλαπλές πυρκαγιές EV σε οχήματα που τροφοδοτούνται από μπαταρίες ιόντων λιθίου. Οι έρευνες αποκάλυψαν ότι η έκθεση σε αλμυρό νερό ήταν η κύρια αιτία. Πολλά οχήματα είχαν βυθιστεί σε πλημμυρικά νερά και η έκθεση σε αλμυρό νερό υποβαθμίζει δραματικά την απόδοση των μπαταριών ιόντων λιθίου, πυροδοτώντας χημικές αντιδράσεις που ενέχουν ακραίους κινδύνους πυρκαγιάς. Τα αρχεία καταχώρισης οχημάτων δείχνουν ότι πάνω από 7.000 EV μόνο στην κομητεία Lee της Φλόριντα μπορεί να έχουν επηρεαστεί—ένας συγκλονιστικός αριθμός που υπογραμμίζει τη σοβαρότητα αυτής της αναδυόμενης απειλής.

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου αποτελούνται από μια κάθοδο, μια άνοδο, έναν ηλεκτρολύτη και έναν διαχωριστή. Ο ηλεκτρολύτης διευκολύνει την κίνηση των ιόντων λιθίου μεταξύ των ηλεκτροδίων, ενώ ο διαχωριστής αποτρέπει την άμεση επαφή μεταξύ της καθόδου και της ανόδου για την αποφυγή βραχυκυκλωμάτων. Το αλμυρό νερό, ιδιαίτερα το θαλασσινό νερό, είναι εξαιρετικά αγώγιμο και διαβρωτικό. Όταν διεισδύει σε μια μπαταρία ιόντων λιθίου, ξεκινά μια αλυσιδωτή αντίδραση που μπορεί να οδηγήσει σε καταστροφική αστοχία.

• Αποσύνθεση ηλεκτρολύτη: Τα ιόντα χλωρίου στο αλμυρό νερό αντιδρούν με τον ηλεκτρολύτη, προκαλώντας την αποσύνθεσή του και την απελευθέρωση αερίων και θερμότητας. Η συσσώρευση αερίου αυξάνει την εσωτερική πίεση, οδηγώντας ενδεχομένως σε διόγκωση ή έκρηξη της μπαταρίας. Εν τω μεταξύ, η θερμότητα επιταχύνει τις χημικές αντιδράσεις, δημιουργώντας έναν επικίνδυνο βρόχο ανάδρασης.
• Διάβρωση ηλεκτροδίων: Τα ιόντα χλωρίου διαβρώνουν τα υλικά της καθόδου και της ανόδου, θέτοντας σε κίνδυνο τη δομική ακεραιότητα της μπαταρίας. Η διάβρωση μειώνει την χωρητικότητα, αυξάνει την εσωτερική αντίσταση και εντείνει την αστάθεια.
• Αστοχία διαχωριστή: Το αλμυρό νερό υποβαθμίζει τις μονωτικές ιδιότητες του διαχωριστή. Εάν ο διαχωριστής αποτύχει, τα ηλεκτρόδια μπορεί να έρθουν σε άμεση επαφή μεταξύ τους, προκαλώντας βραχυκύκλωμα και έντονη παραγωγή θερμότητας.
• Κίνδυνος βραχυκυκλώματος: Η αγωγιμότητα του αλμυρού νερού μπορεί να δημιουργήσει μη ηθελημένα μονοπάτια ρεύματος μεταξύ των ηλεκτροδίων, απελευθερώνοντας ενέργεια γρήγορα και αναφλέγοντας πυρκαγιές.

Δεδομένων των ακραίων κινδύνων που εγκυμονούν οι κατεστραμμένες μπαταρίες ιόντων λιθίου, τα πλοία, τα λιμάνια και οι αποστολείς πρέπει να επιδεικνύουν αυξημένη προσοχή για να αποτρέψουν τη φόρτωση σε εμπορικά πλοία EV που έχουν υποστεί ζημιά. Η Ειδοποίηση Ασφαλείας 01-22 της Αμερικανικής Ακτοφυλακής

Βασικές συστάσεις από την Αμερικανική Ακτοφυλακή

1. Για τον μετριασμό των κινδύνων, η Ακτοφυλακή προτρέπει τα ενδιαφερόμενα μέρη να υιοθετήσουν τα ακόλουθα μέτρα: Επανεξέταση των κανονισμών μεταφοράς οχημάτων: Εξετάστε διεξοδικά τις απαιτήσεις βάσει των Κανονισμών για τα Επικίνδυνα Υλικά (49 CFR) και του Διεθνούς Κώδικα Θαλάσσιων Επικίνδυνων Εμπορευμάτων (IMDG) . Όλες οι μπαταρίες λιθίου ταξινομούνται ως επικίνδυνα υλικά, τα οποία ρυθμίζονται από την Διοίκηση Ασφάλειας Αγωγών και Επικίνδυνων Υλικών (PHMSA). Η συμμόρφωση με τον Οδηγό Αποστολέα για Μπαταρίες Λιθίου
2. είναι υποχρεωτική. Αξιολόγηση πρόσθετων απαιτήσεων για κατεστραμμένες μπαταρίες: Συμβουλευτείτε την Ειδοποίηση Συμβουλών Ασφαλείας της PHMSA σχετικά με τη μεταφορά κατεστραμμένων ή ελαττωματικών μπαταριών λιθίου. Η Ειδική Διάταξη 376
3. του Κώδικα IMDG επιβάλλει την έγκριση από την PHMSA ή την Ακτοφυλακή πριν από την αποστολή μπαταριών που έχουν υποστεί ζημιά. Διατήρηση επαγρύπνησης:

Προς ασφαλέστερες τεχνολογίες μπαταριών

• Ενώ ο βελτιωμένος χειρισμός και οι κανονισμοί είναι απαραίτητοι, οι μακροπρόθεσμες λύσεις έγκεινται στην προώθηση της τεχνολογίας μπαταριών. Οι πολλά υποσχόμενες εξελίξεις περιλαμβάνουν: Μπαταρίες στερεάς κατάστασης:
• Η αντικατάσταση των υγρών ηλεκτρολυτών με στερεές εναλλακτικές θα μπορούσε να μειώσει σημαντικά τους κινδύνους πυρκαγιάς. Προηγμένοι ηλεκτρολύτες:
• Οι μη εύφλεκτοι, ανθεκτικοί στη θερμότητα ηλεκτρολύτες μπορεί να ενισχύσουν τη σταθερότητα της μπαταρίας. Βελτιωμένα συστήματα διαχείρισης μπαταριών (BMS):
• Οι πιο έξυπνοι αλγόριθμοι παρακολούθησης θα μπορούσαν να ανιχνεύσουν ανωμαλίες νωρίτερα. Δομικές βελτιώσεις:

Οι ενισχυμένες κατασκευές μπορεί να αντέχουν καλύτερα στις περιβαλλοντικές καταπονήσεις.