Lityum-iyon piller (LIB'ler), üstün enerji yoğunluğu ve dayanıklılıkları nedeniyle elektrikli araçlar ve enerji depolama gibi çeşitli uygulamalarda yaygın olarak benimsenmektedir. Ancak termal arızalardan kaynaklanan yangın riski nedeniyle güvenlik endişeleri arttı.
Bu konu son yıllarda ilginin artmasına neden oldu. LIB'ler çeşitli sektörlere güç sağlamaya devam ederken, güvenlik tehlikelerinin ele alınması hem araştırmacılar hem de üreticiler için hayati önem taşıyor.
Sorunu çözmeyi amaçlayan Çinli araştırmacılardan oluşan bir ekip, sıvı suda bol miktarda bulunan toz halindeki bir madde olan kuru suyu (DW), yangını söndürmek için potansiyel bir ajan olarak kullandı. LIB yangınlar.
Çin Sivil Havacılık Üniversitesi ekibine göre kuru suyun benzersiz çekirdek-kabuk yapısı ve kuru toz olarak dağılabilirliği dikkate değer avantajlar sunuyor. Özellikle, sıvı suyla ilgili iletkenlik sorununun üstesinden gelen yüksek bir elektrik arıza voltajı sergiliyor.
Baş araştırmacı Xiutao Li liderliğindeki ekibin çalışmasının ayrıntıları Enerji Depolama Dergisi.
Yeni çözüm
Genellikle termal, elektriksel veya mekanik stresle tetiklenen LIB arızaları, iç sıcaklıkların artmasına ve ciddi durumlarda termal kaçağa (TR) yol açar. TR pilin genleşmesi, sızıntısı, yangın veya patlama riski taşır.
Etkili yangın söndürme yöntemleri, sıcaklığı azaltmak ve ekzotermik reaksiyonları engellemek için batarya enerjisinin hızla dağıtılmasını içerir.
Önceki çalışmalar, su ve C6F-ketonun soğutma etkileri nedeniyle ümit verici olduğu çeşitli söndürücü maddeleri araştırmıştı. Ancak C6F-ketonun yüksek maliyeti ve çevresel kaygıları yaygın kullanımını sınırlamaktadır.
CAUC
Su, üstün ısı kapasitesi ve uygun fiyatıyla tercih edilen bir seçenektir. Daha küçük damlacık boyutuyla su sisi, TR ve LIB'yi baskılamada daha yüksek verimlilik sergiler yangınlar. Ancak araştırmacılara göre su bazlı yöntemlerde iletkenlik sorunları yaşanıyor ve bu da potansiyel olarak kısa devreye yol açıyor.
Yüksek su içeriğine sahip bir çekirdek-kabuk yapı malzemesi olan kuru su, yeni bir çözüm sunmaktadır. Kuru suyun benzersiz özellikleri, hem sıvı benzeri soğutma yetenekleri hem de katı benzeri dağılabilirlik sunarak, onu LIB yangın söndürme için umut verici bir aday haline getiriyor.
Araştırmacılar, kuru suyun LIB'leri soğutma ve yangınları söndürme konusundaki etkinliğini araştırmak için daha fazla araştırmaya ihtiyaç olduğunu ileri sürerek, pil uygulamalarında yangın güvenliğini artırma potansiyelini vurguluyor.
Üstün özellikler
Çalışma, soğutma yeteneklerini ve elektriksel güvenliğini değerlendirmek için farklı su içeriklerine sahip kuru su numunelerinin hazırlanmasını içeriyordu. Diferansiyel taramalı kalorimetre ve dielektrik güç test cihazı kullanarak; araştırmacılar kuru su örneklerinin performansını ölçtüler.
Daha sonra kuru suların TR yayılımını baskılama yeteneğini değerlendirmek için LIB yangın söndürme deneyleri yapıldı.
Ek olarak çalışma, suya amonyum dihidrojen fosfat-NH4H2PO4 (ADP) katılarak kimyasal yangın söndürmenin iyileştirilmesini araştırdı.
ADP çözeltisi içeren kuru su numuneleri hazırlandı ve bunların soğutma kapasiteleri ve TR yayılımının bastırılması, geleneksel kuru sularla karşılaştırıldı.
Kapsamlı analiz yoluyla çalışma, kuru suların LIB yangın risklerini azaltmadaki etkinliğini tespit etmeyi ve ADP çözümü bazlı kuru suların yangın güvenliğini daha da artırmadaki potansiyel faydalarını değerlendirmeyi amaçladı.
Ekibe göre kuru su, normal suyun iletkenlik sorununun üstesinden gelmeye yardımcı olan yüksek bir elektrik arıza voltajı sergiledi.
Ayrıca kuru su ısıyı normal su gibi absorbe etmese de daha hızlı buharlaşır. Bu, kuru suyu soğutmada ve yangınları durdurmada normal suya göre daha etkili hale getirir.
Çalışmada, kuru suyun “hem sıvı suyun (yüksek soğutma yeteneği) hem de kuru tozun (düşük iletkenlik) avantajlarını bir araya getirdiği ve LIB yangınlarını kontrol etmek için büyük bir uygulama potansiyeli sunduğu” belirtildi.
Soyut
Çevre dostu, yüksek soğutmalı, iletken olmayan ve düşük maliyetli bir söndürücü geliştirmek, lityum iyon pil (LIB) yangınlarıyla mücadelenin odak noktası olmuştur. Bu çalışmada, bol miktarda sıvı su içeren toz halindeki bir malzeme olan kuru su (DW), ilk olarak LIB yangınları için söndürücü olarak incelenmiştir. Kuru toz olarak çekirdek-kabuk yapısından ve dağılabilirlik özelliklerinden yararlanan DW, sıvı suyun iletkenlik dezavantajının üstesinden gelmesini sağlayan yüksek bir elektrik arıza voltajı gösterir. Üstelik, DW'lerin endotermik entalpileri sıvı suyun yalnızca %82,4-95,7'si olmasına rağmen, su buharlaşma oranları sıvı sudan daha hızlıdır, bu da DW'lere termal kaçak yayılımını baskılamada sıvı sudan daha iyi bir soğutma etkisi sağlar. Böylece DW, hem sıvı suyun (yüksek soğutma yeteneği) hem de kuru tozun (düşük iletkenlik) avantajlarını birleştirir ve LIB yangınlarını kontrol etmek için büyük bir uygulama potansiyeli sunar.
Kaynak bağlantısı