Литий-ионные аккумуляторы, являющиеся неотъемлемой частью современной жизни, от Apple AirPods до Tesla Cybertrucks, несут в себе скрытую угрозу. Они широко используются в электромобилях, электровелосипедах и многих других устройствах, но, к сожалению, их возгорания, обусловленные процессом «теплового разгона», представляют серьезную опасность. Этот процесс приводит к неконтролируемому нагреву и воспламенению аккумулятора, вызывая интенсивное горение при высоких температурах, которое сложно потушить и способно к повторному возгоранию.
Для соблюдения стандартов пожарной безопасности в пластиковые корпуса аккумуляторов добавляют антипирены. Однако, исследования, опубликованные в журнале Environmental Science & Technology, показывают, что эти добавки могут оказаться неэффективными и даже контрпродуктивными. Ученые из Института зеленой науки и политики, во главе с Лидией Яль, выяснили, что огнезащитные вещества, скорее всего, не могут остановить тепловой разгон, а лишь на несколько секунд замедляют распространение огня. И это не единственная проблема.
При горении эти антипирены, состоящие из органогалогенов и органофосфатов, выделяют в воздух токсичные химические вещества. Эти вещества связаны с неврологическими, репродуктивными и иммунными нарушениями, а также с развитием рака. Таким образом, огнезащитные добавки, призванные защитить от пожара, на самом деле делают пожары более опасными и токсичными.
Повышенное использование литий-ионных батарей в потребительских товарах и электромобилях создаёт новые вызовы при ликвидации последствий природных катастроф. Во время пожаров в Калифорнии сотрудники Калифорнийской службы по чрезвычайным ситуациям не раз направляли группы по обезвреживанию опасных материалов для проверки поврежденных аккумуляторов. В 2023 году, после пожаров на Мауи, Агентство по охране окружающей среды под руководством Стивена Каланога извлекло 30 тонн литий-ионных аккумуляторов из 94 электромобилей. Поврежденные электромобильные аккумуляторы выделяют фосфорилфторид, цианистый водород и хлористый водород – токсичные газы.
Проблема усугубляется тем, что производители, стремясь соответствовать стандартам по горючести, могут прибегать к использованию дешевого пластика с добавлением большого количества антипиренов. Более того, огнезащитные вещества могут добавляться и в электролитный раствор внутри аккумуляторов. Американские законодатели также выражали обеспокоенность по поводу дешевых и менее регулируемых китайских аккумуляторов для электровелосипедов.
В то время как литий-ионные аккумуляторы были впервые разработаны в 1970-х годах, сегодняшние масштабы их использования требуют пересмотра подходов к обеспечению их безопасности. По словам пожарного ученого Вито Бабраускаса, автора «Руководства по возгоранию», необходимо сосредоточиться на предотвращении пожаров, а не на их тушении.
Одним из возможных решений является использование усовершенствованных систем управления аккумуляторами. Эти системы способны отслеживать состояние батареи и отключать систему при обнаружении условий, способствующих тепловому разгону. Другой альтернативой может стать переход на менее горючие металлические корпуса для аккумуляторов, которые обеспечат лучшую защиту, чем пластиковые корпуса с антипиренами.
Хотя проблемы с пожарами литий-ионных батарей несомненно существуют, они остаются важной технологией для перехода к чистой энергии. В частности, аккумуляторы электромобилей, таких как Tesla Model S, содержат литий, достаточный для производства 10 000 iPhone. Только в округе Лос-Анджелес за последние 15 лет было зарегистрировано 581 000 подключаемых гибридов и электромобилей, по данным Калифорнийской энергетической комиссии.
Поэтому необходимо тщательное управление, более строгий контроль качества и применение более безопасных материалов. Опираясь на научные исследования, можно найти баланс между технологическим прогрессом и обеспечением безопасности. Только так литий-ионные батареи смогут стать надежным инструментом для будущего, а не причиной новых катастроф.
Изображение носит иллюстративный характер
Для соблюдения стандартов пожарной безопасности в пластиковые корпуса аккумуляторов добавляют антипирены. Однако, исследования, опубликованные в журнале Environmental Science & Technology, показывают, что эти добавки могут оказаться неэффективными и даже контрпродуктивными. Ученые из Института зеленой науки и политики, во главе с Лидией Яль, выяснили, что огнезащитные вещества, скорее всего, не могут остановить тепловой разгон, а лишь на несколько секунд замедляют распространение огня. И это не единственная проблема.
При горении эти антипирены, состоящие из органогалогенов и органофосфатов, выделяют в воздух токсичные химические вещества. Эти вещества связаны с неврологическими, репродуктивными и иммунными нарушениями, а также с развитием рака. Таким образом, огнезащитные добавки, призванные защитить от пожара, на самом деле делают пожары более опасными и токсичными.
Повышенное использование литий-ионных батарей в потребительских товарах и электромобилях создаёт новые вызовы при ликвидации последствий природных катастроф. Во время пожаров в Калифорнии сотрудники Калифорнийской службы по чрезвычайным ситуациям не раз направляли группы по обезвреживанию опасных материалов для проверки поврежденных аккумуляторов. В 2023 году, после пожаров на Мауи, Агентство по охране окружающей среды под руководством Стивена Каланога извлекло 30 тонн литий-ионных аккумуляторов из 94 электромобилей. Поврежденные электромобильные аккумуляторы выделяют фосфорилфторид, цианистый водород и хлористый водород – токсичные газы.
Проблема усугубляется тем, что производители, стремясь соответствовать стандартам по горючести, могут прибегать к использованию дешевого пластика с добавлением большого количества антипиренов. Более того, огнезащитные вещества могут добавляться и в электролитный раствор внутри аккумуляторов. Американские законодатели также выражали обеспокоенность по поводу дешевых и менее регулируемых китайских аккумуляторов для электровелосипедов.
В то время как литий-ионные аккумуляторы были впервые разработаны в 1970-х годах, сегодняшние масштабы их использования требуют пересмотра подходов к обеспечению их безопасности. По словам пожарного ученого Вито Бабраускаса, автора «Руководства по возгоранию», необходимо сосредоточиться на предотвращении пожаров, а не на их тушении.
Одним из возможных решений является использование усовершенствованных систем управления аккумуляторами. Эти системы способны отслеживать состояние батареи и отключать систему при обнаружении условий, способствующих тепловому разгону. Другой альтернативой может стать переход на менее горючие металлические корпуса для аккумуляторов, которые обеспечат лучшую защиту, чем пластиковые корпуса с антипиренами.
Хотя проблемы с пожарами литий-ионных батарей несомненно существуют, они остаются важной технологией для перехода к чистой энергии. В частности, аккумуляторы электромобилей, таких как Tesla Model S, содержат литий, достаточный для производства 10 000 iPhone. Только в округе Лос-Анджелес за последние 15 лет было зарегистрировано 581 000 подключаемых гибридов и электромобилей, по данным Калифорнийской энергетической комиссии.
Поэтому необходимо тщательное управление, более строгий контроль качества и применение более безопасных материалов. Опираясь на научные исследования, можно найти баланс между технологическим прогрессом и обеспечением безопасности. Только так литий-ионные батареи смогут стать надежным инструментом для будущего, а не причиной новых катастроф.
