Powodzie zwiększają ryzyko pożaru w akumulatorach samochodów elektrycznych z powodu słonej wody

W następstwie huraganu ratownicy ścigają się z czasem, aby usunąć gruz i ratować życie. Jednak pośród chaosu pojawiło się nowe zagrożenie: pojazdy elektryczne (EV) zapalające się. Te incydenty nie są przypadkowymi wypadkami, ale wynikiem ukrytego zagrożenia – wnikania słonej wody do akumulatorów litowo-jonowych. Co powoduje tak niebezpieczne reakcje i jak można zapobiec przyszłym katastrofom?

Niedawno huragan Ian spustoszył Florydę i południowo-wschodnie Stany Zjednoczone, powodując rozległe zniszczenia i powodzie. Podczas akcji ratowniczych ratownicy napotkali wiele pożarów EV w pojazdach zasilanych akumulatorami litowo-jonowymi. Śledztwa wykazały, że główną przyczyną było narażenie na słoną wodę. Wiele pojazdów zostało zanurzonych w wodach powodziowych, a kontakt ze słoną wodą dramatycznie pogarsza wydajność akumulatorów litowo-jonowych, wyzwalając reakcje chemiczne, które stanowią ekstremalne ryzyko pożarowe. Rejestry rejestracji pojazdów pokazują, że tylko w hrabstwie Lee na Florydzie mogło ucierpieć ponad 7000 EV – oszałamiająca liczba, która podkreśla powagę tego pojawiającego się zagrożenia.

Akumulatory litowo-jonowe składają się z katody, anody, elektrolitu i separatora. Elektrolit ułatwia ruch jonów litu między elektrodami, podczas gdy separator zapobiega bezpośredniemu kontaktowi między katodą a anodą, aby uniknąć zwarć. Słona woda, zwłaszcza woda morska, jest wysoce przewodząca i korozyjna. Kiedy dostaje się do akumulatora litowo-jonowego, inicjuje reakcję łańcuchową, która może prowadzić do katastrofalnej awarii.

• Rozkład elektrolitu: Jony chlorkowe w słonej wodzie reagują z elektrolitem, powodując jego rozkład i uwalnianie gazów i ciepła. Gromadzenie się gazu zwiększa ciśnienie wewnętrzne, potencjalnie prowadząc do pęcznienia lub eksplozji akumulatora. Tymczasem ciepło przyspiesza reakcje chemiczne, tworząc niebezpieczną pętlę sprzężenia zwrotnego.
• Korozja elektrod: Jony chlorkowe powodują korozję materiałów katody i anody, naruszając integralność strukturalną akumulatora. Korozja zmniejsza pojemność, zwiększa rezystancję wewnętrzną i zwiększa niestabilność.
• Awaria separatora: Słona woda pogarsza właściwości izolacyjne separatora. Jeśli separator ulegnie awarii, elektrody mogą stykać się ze sobą bezpośrednio, powodując zwarcie i intensywne wytwarzanie ciepła.
• Ryzyko zwarcia: Przewodność słonej wody może tworzyć niezamierzone ścieżki prądowe między elektrodami, uwalniając energię szybko i zapalając ogień.

Biorąc pod uwagę ekstremalne ryzyko związane z uszkodzonymi akumulatorami litowo-jonowymi, statki, porty i spedytorzy muszą zachować wzmożoną ostrożność, aby zapobiec załadowaniu na statki handlowe uszkodzonych EV. U.S. Coast Guard Safety Alert 01-22 podkreśla, że zalane lub narażone na słoną wodę EV powinny być traktowane jako potencjalne zagrożenie pożarowe i obsługiwane z najwyższą ostrożnością.

Aby zminimalizować ryzyko, Straż Wybrzeża wzywa zainteresowane strony do przyjęcia następujących środków:

1. Przegląd przepisów dotyczących transportu pojazdów: Dokładnie przeanalizuj wymagania zgodnie z Przepisami dotyczącymi materiałów niebezpiecznych (49 CFR) oraz Międzynarodowym kodeksem morskim materiałów niebezpiecznych (IMDG) . Wszystkie akumulatory litowe są klasyfikowane jako materiały niebezpieczne, regulowane przez Pipeline and Hazardous Materials Safety Administration (PHMSA). Zgodność z Przewodnikiem dla spedytorów dotyczącym akumulatorów litowych jest obowiązkowa.
2. Ocena dodatkowych wymagań dla uszkodzonych akumulatorów: Skonsultuj się z PHMSA Safety Advisory Notice w sprawie transportu uszkodzonych lub wadliwych akumulatorów litowych. Kodeks IMDG Przepis szczególny 376 nakazuje uzyskanie zgody od PHMSA lub Straży Wybrzeża przed wysyłką uszkodzonych akumulatorów.
3. Zachowanie czujności: Upewnij się, że uszkodzone EV nie są ładowane na statki, przechowywane w obiektach portowych ani uszczelniane w kontenerach. Wszyscy pracownicy muszą przestrzegać ścisłych protokołów bezpieczeństwa.

Chociaż ulepszone postępowanie i regulacje są niezbędne, długoterminowe rozwiązania leżą w rozwoju technologii akumulatorów. Obiecujące osiągnięcia obejmują:

• Akumulatory półprzewodnikowe: Zastąpienie elektrolitów ciekłych alternatywami stałymi mogłoby znacznie zmniejszyć ryzyko pożaru.
• Zaawansowane elektrolity: Niepalne, odporne na ciepło elektrolity mogą zwiększyć stabilność akumulatora.
• Ulepszone systemy zarządzania akumulatorami (BMS): Bardziej inteligentne algorytmy monitorowania mogłyby wcześniej wykrywać nieprawidłowości.
• Ulepszenia strukturalne: Wzmocnione konstrukcje mogą lepiej wytrzymywać obciążenia środowiskowe.

Wraz ze wzrostem adopcji EV, sprostanie tym wyzwaniom związanym z bezpieczeństwem będzie wymagało współpracy między branżami, organami regulacyjnymi i producentami. Tylko poprzez proaktywne działania można zrealizować obietnicę zrównoważonego transportu bez uszczerbku dla bezpieczeństwa publicznego.