Растущая зависимость от лития: Придет ли когда-нибудь электрическая революция к более безопасным батареям?

Литий-ионные батареи питают практически все на планете: От автомобилей, паромов, самолетов, велосипедов и скутеров до компьютеров и коммуникационных устройств, которыми мы пользуемся каждый день. Мы знаем, что эти батареи не совсем безопасны, однако спрос на них растет.

Литий-ионные батареи таят в себе опасность: При зарядке и разрядке батареи выделяют тепло, а при неправильном использовании, слишком быстрой зарядке, повреждении, старом или чрезмерном использовании батареи может произойти так называемый тепловой выброс, что означает самовоспламенение батареи. Развитие пожара может быть быстрым и даже взрывоопасным.

Литий также очень реактивен и может начать самовоспламеняться, если аккумулятор по какой-то причине подвергается воздействию кислорода - автомобильная авария, неправильное выполнение механических работ, зарядка током, превышающим номинальный ток аккумулятора - все это может привести к пожару. Иногда, в редких случаях, батареи самовоспламеняются без видимых причин.

Даже если процент ситуаций, когда батареи становятся причиной пожара, невелик, огромное количество батарей, используемых и выбрасываемых каждый день, в целом вызовет определенные проблемы - по крайней мере, до тех пор, пока общественность не научится уважать эти источники энергии и относиться к ним как к потенциальной пожарной опасности.

Эксперты уже давно знают о проблемах воспламеняемости, но общественность стала обращать на них внимание совсем недавно. После недавнего увеличения числа смертельных пожаров, вызванных небольшими литиевыми аккумуляторами, несколько многоквартирных домов в Нью-Йорке недавно запретили заряжать электронные велосипеды и электроскутеры на своей территории.

Пожарные службы по всему миру выпустили предупреждения и руководства по безопасному обращению с литиевыми батареями в 2022 году и предупредили потребителей не оставлять без присмотра заряжающиеся транспортные средства и устройства, а также не покупать зарядные устройства после продажи и непатентованные батареи.

При правильном обращении эти батареи не обязательно более опасны, чем бензин или дизельное топливо, но условия, в которых люди используют батареи, сильно отличаются от ситуаций, в которых обращаются с бензином или дизельным топливом.

Запрет на ископаемое топливо может помочь спасти нашу окружающую среду - но проблемы воспламеняемости лития остаются актуальными

Канада в декабре 2022 года приняла решение о том, что к 2035 году в стране больше не будут продаваться автомобили на ископаемом топливе . ЕС в октябре 2022 года принял решение о запрете продажи автомобилей на ископаемом топливе к 2035 году.

Многие производители в США, такие как General Motors, также недавно приняли решение о постепенном отказе от автомобилей, работающих на ископаемом топливе, в те же сроки.

Почти глобальное решение отказаться от автомобилей, работающих на ископаемом топливе, только повышает общественный спрос на литий. Последняя тенденция заключается в том, что очень большие транспортные средства работают на электричестве, такие транспортные средства, как автобусы, внедорожники, паромы, даже небольшие самолеты оснащаются аккумуляторными батареями.

Сотни тысяч американцев в настоящее время стоят в очереди на электрические внедорожники и пикапы EV с еще более емкими аккумуляторами, чем у обычных электромобилей.

Более мощные электромобили требуют больше энергии

Согласно статье на SVT.se, многие американцы планируют использовать свои электрические внедорожники в качестве резервных электростанций, когда они лишатся электричества из-за ураганов и других видов отключений. Если традиционно препперы и жители районов, подверженных отключениям электричества, обычно полагались на дизельные генераторы, то теперь, по мнению многих людей, большой электромобиль - это все, что им нужно, чтобы оставаться в тепле и при свете.

Мужчина из Чарльстона, Южная Каролина, рассказал шведской новостной станции, что аккумулятор, установленный в его электрическом пикапе, может обеспечить энергией весь дом его семьи почти на неделю:

"Мой электромобиль может сделать меня почти самодостаточным в плане электроэнергии. У меня трое детей и холодильник, полный еды. Я не хочу лишиться этого", - говорит он.

Литий - это все, что есть?

Рост спроса на электромобили означает не только рост спроса на литиевые батареи: Это также означает, что потребуются новые и более совершенные процедуры хранения, использования и утилизации этих мощных батарей. Более того, пожарным понадобятся инструкции и оборудование для борьбы с пожарами, которые неизбежно будут возникать - и, скорее всего, расти - по мере того, как все больше и больше машин будут работать на литиевых батареях.

Но является ли литий конечной целью электрической революции? Или на горизонте появились более безопасные батареи?

Поиск путей отказа от литиевых батарей

Исследовательские проекты по поиску более безопасных типов батарей - которые содержат столько же или больше энергии на грамм, чем литиевые - продолжаются уже более десяти лет.

CTIF.org уже писал о таких исследованиях в предыдущих постах, например, об австралийском проекте по созданию батарей на основе цинк-марганца или шведском исследовательском проекте по созданию батарей на основе алюминия. Однако ни один из этих исследовательских проектов еще не был представлен на рынке.

Согласно статье на BBC, последняя попытка исходит из Финляндии, где лесная компания Stora Enso в настоящее время пытается разработать батарею на основе лигнина, который является полимером, содержащимся в деревьях. Цель компании - создать батареи для EV, которые могут заряжаться всего за восемь минут, и без проблем с тепловым разрядом, как у лития.

"Лигнин - это клей в деревьях, который как бы склеивает целлюлозные волокна вместе, а также делает деревья очень жесткими", - говорит Лаури Лехтонен, глава компании Stora Enso по разработке лигнина для батарей Lignode, в интервью BBC.

Инженеры Stora Enso обнаружили, что могут извлекать лигнин из отходов целлюлозы, уже производимой на некоторых предприятиях компании. Затем этот лигнин можно использовать для производства углеродного материала для анодов батарей. Компания сотрудничает со шведской компанией Northvolt и планирует начать производство батарей на основе древесины уже в 2025 году.

Подробнее о древесных батареях из лигнина читайте на BBC.com

Photo Credit: (Фото на обложке выше)

Лицензия Wikipedia Commons. Nissan Leaf на Токийском автосалоне 2009 года. Дата: 23 октября 2009 г.

Источник Собственная работа. АвторТеннен-Газ Разрешение
(Повторное использование этого файла)cc-by-sa-3.0