آب خشک آتش باتری‌های لیتیوم یونی را خاموش می‌کند

محققان ماده‌ای به نام آب خشک را برای خاموش کردن موثر باتری‌های لیتیوم یونی به کار گرفتند.

به گزارش ثبات‌نیوز به نقل از اینترستینگ انجینرینگ، باتری‌های لیتیوم یونی به دلیل تراکم انرژی و ماندگاری‌شان به‌طور گسترده در دستگاه‌های مختلفی مانند وسایل نقلیه و ابزارهای ذخیره انرژی به کار می‌روند. با این وجود نگرانی‌های ایمنی درباره ریسک آتش‌سوزی ناشی از اختلالات حرارتی تشدید شده است.

چالش مذکور در سال‌های اخیر توجهات زیادی را به خود جلب کرده است. از آنجا که باتری‌های لیتیوم یونی در صنایع مختلفی به کار می‌روند، کنترل خطرات ایمنی همچنان برای محققان و تولید کنندگان حیاتی است. در همین راستا گروهی از محققان چینی از آب خشک (DW) استفاده کردند. DW ماده‌ای انبوه در آب مایع و یک عنصر احتمالی برای خاموش کردن آتش‌سوزی باتری‌های لیتیوم یونی است.

به گفته تیم محققان دانشگاه هوانوردی چین (Civil Aviation University of China) ساختار «هسته-پوسته» خاص آب خشک و پراکندگی آن به‌عنوان یک پودر خشک مزایای قابل توجهی دارد. این ماده ولتاژ شکست الکتریکی بالایی را نشان می‌دهد و بر مشکل رسانایی مرتبط با آب مایع غلبه می‌کند.

جزییات این تحقیق در ژونال انرژی استوریج منتشر شده است. براساس تحقیق مذکور دلیل خراب شدن باتری‌های لیتیوم یونی بیشتر اوقات به دلیل فشار گرمایی، الکتریکی یا مکانیکی است که به افزایش دمای داخلی باتری و در برخی موارد فرار حرارتی (TR) منجر می‌شود. TR ریسک انبساط، نشتی، آتش‌سوزی یا حتی انفجار باتری را در بردارد.

روش‌های خاموش کردن آتش شامل از بین بردن انرژی باتری و حتی کاهش دما و مهار واکنش‎‌‌های گرمازا می‌شود.

در پژوهش‌های پیشین عوامل مختلف خاموش کردن آتش همراه آب و C6F-Ketone به دلیل تاثیرات خنک کنندگی موادی نوید‌بخش هستند. اما هزینه بالای C6F-Ketone و نگرانی‌هایی درباره تاثیر آن بر محیط زیست مانع استفاده گسترده آن است.

آب به دلیل ظرفیت حرارتی بالا و راحتی دسترسی به آن، یک گزینه محبوب در این زمینه است. مه آب که شامل قطرات ریز این ماده است، در سرکوب TR و آتش‌سوزی باتری‌های لیتیوم یونی کارآمد بوده‌اند. با این وجود به گفته محققان روش‌های مبتنی برآب با چالش رسانایی روبرو هستند زیرا به اتصالی برق منجر می‌شوند.

اما آب خشک به دلیل ساختار پوسته- هسته‌ای شکل با آب محتوی بالا یک راه حل نوین به حساب می‌آید. ویژگی‌های یگانه آب خشک قابلیت‌های خنک‌کنندگی مایع و پراکندگی جامد مانند دارد و به همین دلیل گزینه‌ای ایده‌آل برای خاموش کردن آتش‌سوزی باتری‌های لیتیوم یونی است.

پژوهشگران در آزمایش‌های خود نمونه‌هایی از آب خشک را با میزان آب با محتوای متفاوت به کار بردند تا قابلیت‌های خنک‌کنندگی و ایمنی الکتریکی آنها را بسنجند.