塩電池は燃えない
https://www.innov.energy/ 2022.04.04
電池の燃焼に関する表題は何度も何度も繰り返されている。ポケットに入れたスマートフォンから電気自転車の電池駆動、地下室の家庭用蓄電池まで、火災の危険性と火災の安全性の話題が広く議論されている。リチウム・イオン電池が消火促進剤であることは論争の余地はない。次の記事の最後に、これがどのように機能するか、何をする必要があるか、専門家達がそれについてどう考えているかが分る。そして事前に言うと、これらの火災恐怖物語はすべて塩電池には当てはまらない。これらは絶対に安全である！
塩電池
熱くても可燃性ではない
電池の名前が示すように、塩電池は主に食塩で構成されている。すべての生き物は塩を必要とし、我々は毎日それを食物と一緒に摂取する。したがって、それは無害な原材料であり、世界中で十分な量も入手可能である。塩電池の有効成分は塩とニッケルで構成されている。電解液は少量のアルミニウムを含む塩で構成され、摂氏150度で液体になる。250度の温度では、ニッケルと塩の混合物を使用してエネルギーを蓄えることができる。
損傷した場合の塩電池の挙動
塩電池が火事による損傷であるか、その他の外部からの影響による損傷であるかは関係ない。動作は常に同じである。では、1つまたは複数の塩電池セルが損傷した場合はどうなるか？
セルのスチール製ケーシングは変形可能で、外側のケーシングに圧力がかかると内側に膨らむ。スチールの壁が凹んでいるだけなのか、破壊されているだけなのかは関係ない。帯電した状態の外側の液体ナトリウム金属は、この圧力を内側のベータセラミック・セパレターに伝える。これにより、もろくて薄壁のセラミックが粉々になる。2つの高温の物質が互いにぶつかり、数分の1秒以内に反応して塩化ナトリウムとアルミニウムを形成する。この反応の間、電池内部の温度は250℃から450℃に少しの間上昇し、その後、周囲温度に下がる。両方の材料は冷却後に個体であるため、何も漏れることはない。
塩電池の場合のように、無機電解質は炭素を含まない。それらはガス放出も燃焼もできない塩と金属である。塩入れの下でライターを持ってみる。塩電池は火の促進剤ではない。消防隊はこの時点で、塩電池は保護や防火対策を必要としないと言われている。
MIGROSと建築許可当局
540 kWhのMIGROS大型貯蔵装置が設置されたとき、MIGROSはスイスで現在、最大の塩電池貯蔵に関するいくつかの記事を誇らしげに発表した。建築委員会Schlieren/ZHの従業員がそれを読み警報を鳴らした。特に公共地域にある大規模な保管施設の場合、火災および個人の保護に関する規則に従った構造的対策によってそれらを保護する必要がある。そのような建築許可は利用できなかった。彼は貯蔵施設の即時閉鎖を命じた。当局、MIGROS、innovenergyとの緊急会議で、技術が詳細に説明された。1時間以内に問題は解決し、MIGROSの大規模な保管施設はオンラインに戻ることが許可された。この保管施設からの危険はまったくなく、構造的な対策も必要なかった。今日まで、この貯蔵装置は完全に稼働している。
リチウム・イオン電池
リチウム・イオン電池の原因と火災の危険性
リチウム・イオン電池による爆発の危険性は様々であり、保管および外部の影響によるものである。スマートフォンを落とすと、内部短絡を引き起こし、電池に点火する可能性がある。リチウム・イオン電池を過充電すると、内部が損傷する可能性もある。自然発火の原因としては、日射などによる大きな外部熱衝撃が考えられる。したがって、リチウム・イオン電池は常に規定温度で保管および操作する必要がある。原則として、この温度範囲は摂氏5度から25度の間である。
リチウム・イオン電池で火災が発生した場合の問題
もう1つの危険は、火災が発生した場合に有毒ガスが出ることである。したがって、火事の現場から直ぐに離れることを勧める。消防士はリチウム・イオン電池を消火させられないことを知っている。それらは大量の水のみで冷却することができる。《化学プロセスを冷却する必要があるため、枕、砂、CO2、またはその他の消火剤による窒息は機能しない。燃焼プロセスに必要な酸素は既に電池内で結合している。したがって、火の源を「覆い隠す/窒息させる」ことには役立たない。》とミュンヘン消防隊は説明する。リチウム・イオン電池火災の余波で、再点火を除外することはできないため、「燃え尽きた」電池を水槽内の熱監視下に置く必要がある。火事が「制御下」にあるときから火事が「消火」する時までに数日が経過する可能性がある。
車の電池については、燃焼エンジンを搭載した車両よりも、電気自転車がどの程度発火する可能性が高いかという疑問が何度も発生する。高コストでは、研究者達、消防隊、車両検査者の意見はほぼ一致している。《これまで乗用車に対して幾つかの実際の火災試験が実施され、電気自転車の火災挙動は従来の車両の火災挙動と大きく異ならないことが示された。しかし、フッ化水素とリン酸の発生が増加しているため、煙の組成は著しく異なり、どちらも健康上の危険性が高くなる》とオーストリアの研究グループは述べている｡
消防隊による実験でも、火災の強さはドライブのタイプに依存しないが、車両に取り付けられている材料、つまり基本的に車両の内部によって決定されることが示されている。原則として、火災は駆動技術からではなく、外部から発生する。車両の電池は非常に良く密閉されている。最悪の場合のみ、重大な事故で駆動電池の保護装置が損傷した場合に、恐れられている「熱暴走」が発生する。これは止められない化学連鎖反応により非常に短時間で温度が上昇し、電池に蓄えられたエネルギーを突然放出することを意味する。このプロセスは爆発に相当する。
電池火災時の有毒ガスに加えて、火災の近くに続く煤の堆積は非常に危険である。それらは酸化コバルト、酸化ニッケルおよび酸化マンガンを大量に含んでいる。これらの重金属は腐食性、アレルギー性、発癌性がある。同時に、消火水は有毒な混合物であり、周囲の自然は言うまでもなく、通常の下水システムに入らないようにする必要がある。
セカンドライフ電池
これまで徹底的に研究されていないのは、寿命が尽きたリチウム・イオン電池の動作と危険性である。老朽化したエネルギー貯蔵装置やセカンドライフ・エネルギー貯蔵装置の使用についてはまだあまり知られていない。これらの装置は電気自転車で使用した後、建物や充電場で良く使用される。ここで追いつくことが急務である。
