Buzz
Trong tương lai sắp tới, có thể sẽ đến một thời kỳ mà chúng ta không còn phải lo lắng về vấn đề cháy pin trên xe điện thuần túy.
Nhiều người khi suy nghĩ về việc mua ô tô điện thường có sự sợ hãi trước những công nghệ mới lạ. Đặc biệt là họ chưa từng sạc pin cho ô tô nên thường lo lắng về thời gian và địa điểm sạc có hiệu quả không. Nhưng bây giờ, với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ, thời gian để sạc một chiếc xe điện cũng ngắn lại, có thể nói thời gian để sạc một chiếc ô tô điện gần như tương tự thời gian bạn sạc một chiếc điện thoại di động.
Tuy nhiên, khả năng một chiếc điện thoại di động nổ và bốc cháy rất thấp, trong khi khả năng một chiếc xe điện bốc cháy cao hơn rất nhiều. Đặc biệt là những người đã xem tin tức về những vụ nổ pin dung lượng lớn, họ sẽ rất cẩn trọng khi quyết định mua ô tô điện.
Mặc dù nguyên nhân gây cháy pin xe điện có rất nhiều yếu tố phức tạp, nhưng nếu loại bỏ các nguyên nhân gây cháy ngoài sự kiểm soát và chỉ xét từ góc độ của pin thì nguyên nhân chính là từ vật liệu bên trong khối pin.
Đầu tiên, vật liệu điện cực dương và âm bên trong pin sẽ mở rộng theo thời gian. Nếu hai chất này tiếp xúc với nhau, sẽ xảy ra phản ứng hóa học mạnh, tạo nhiệt và gây nổ ngay lập tức. Do đó, để ngăn chặn hai chất này tiếp xúc với nhau, một màng ngăn cách được lắp đặt. Tuy nhiên, nếu màng ngăn cách bị hỏng vì lý do nào đó, hai chất sẽ tiếp xúc và gây nổ.
Rõ ràng, sự tiếp xúc giữa các vật liệu tạo điện cực là nguyên nhân gây cháy, nhưng còn một nguyên nhân khác làm cho lửa có thể lan rộng hơn - Cacbonat hữu cơ, thường được sử dụng làm chất điện phân trong pin lithium-ion, có nhiệt độ chớp lửa thấp và dễ bắt lửa ở nhiệt độ phòng. Trái lại, vật liệu điện cực dương có thể tạo ra oxy, làm lan rộng ngọn lửa.
Ai đã đọc về các vụ cháy xe điện qua tin tức đều biết rằng nếu xảy ra sự nóng lên quá mức trong pin, thì sẽ xảy ra các tình huống khác hoàn toàn so với các vụ cháy thông thường và cần phải dùng rất nhiều nước để dập tắt, đôi khi trong một số trường hợp ngay cả khi ngập trong nước, phản ứng hóa học vẫn tiếp tục diễn ra kèm theo khói đặc. Do đó, để dập tắt hoàn toàn đám cháy, bạn có thể phải đợi đến khi phản ứng hóa học ngừng lại, điều này có thể mất vài giờ.
Vì vậy, các nhà khoa học gần đây đã nghiên cứu nhiều công nghệ khác nhau để làm rõ nguyên nhân gây cháy pin lithium và ngăn ngừa hỏa hoạn. Một trong số đó là tăng hàm lượng coban trong vật liệu làm cực âm và giảm lượng oxy sinh ra. Nếu có ít oxy hơn thì quá trình cháy sẽ yếu đi và quy mô của đám cháy cũng sẽ nhỏ hơn.
Ngoài ra, còn một cách khác là chỉ cần thay đổi thành phần của chất điện phân. Năm ngoái, KAIST (Viện Khoa học và Công nghệ Tiên tiến Hàn Quốc) đã thành công trong việc phát triển chất điện phân chống cháy, kiểm soát cấu trúc phân tử của cacbonat hữu cơ - thành phần chính của chất điện phân. Tuy nhiên, việc thay đổi cấu trúc chất điện phân cũng làm cho các ion di chuyển chậm hơn. Vì vậy, điều này có thể làm tăng thời gian sạc hoặc giảm hiệu suất cung cấp điện của pin.
Ngoài ra, nhóm nghiên cứu tại một trường đại học ở Nam Carolina, Mỹ cũng có ý tưởng tương tự như KAIST. Họ cũng dự đoán rằng nếu có thể phát triển được chất điện phân không cháy, không dễ cháy thì có thể ngăn chặn được các vụ nổ pin hiện nay. Tuy nhiên, họ đã phát hiện ra một chất mới thay vì cố gắng sửa đổi chất điện phân hiện có. Điều đáng ngạc nhiên là chất này chủ yếu được sử dụng trong các bình chữa cháy, vì vậy ngay cả khi xảy ra đám cháy, chất điện phân vẫn có thể dập tắt.
Thực tế đã chứng minh rằng, trong các môi trường nhiệt độ khác nhau, nhóm nghiên cứu đã tiến hành các thử nghiệm và kết luận rằng khi xảy ra đám cháy trong pin, chất điện phân thực sự có thể dập tắt đám cháy. Trước đó, các nhà khoa học cũng đã tìm ra các chất điện phân không cháy, nhưng những chất này thường được làm từ các hợp chất flo và phốt pho, có giá thành cao và có nguy cơ gây ô nhiễm cho sức khỏe và môi trường khi rò rỉ. Ngược lại, chất điện phân mà nhóm nghiên cứu này phát triển thân thiện hơn với môi trường và có chi phí tối ưu hơn.
Theo nghiên cứu, họ đã thử nghiệm nhiều loại dung dịch chữa cháy và phát hiện ra rằng chất Novec 7300 của 3M cho kết quả tốt nhất - chất này có thể thay thế các chất điện phân hiện có mà không cần sửa đổi dây chuyền sản xuất pin.
Tất nhiên, vẫn chưa rõ khi nào các chất điện phân trong pin xe điện sẽ được thay thế bằng những chất này, nhưng sự đổi mới vẫn tiếp tục diễn ra trong lĩnh vực pin và dự đoán là những lo ngại về an toàn xung quanh xe điện sẽ sớm được giải quyết một cách hiệu quả.
