Loại pin mới có thể ngăn chặn các vụ cháy xe điện sau bão

Loại pin mới có thể ngăn chặn các vụ cháy xe điện sau bão

    Loại pin mới có thể ngăn chặn các vụ cháy xe điện sau bão

    New battery could prevent post-hurricane electric vehicle fires

    Đặc điểm cấu trúc của cực dương Zn-Cu. một mẫu XRD. b Ảnh SEM của cực dương 3D Zn-Cu. Thanh tỷ lệ: 10,0 µm. c Đồ thị Tafel của cực dương Zn và Zn-Cu. d ánh xạ EDS của Zn5Cu. Thanh tỷ lệ: 50  nm. e Hình ảnh STEM của giao diện ZnO/Zn5Cu. Thanh tỷ lệ: 1,0  nm. f–h Hình ảnh HAADF-STEM của Zn5Cu tuần hoàn sau khi mạ Zn. Thanh tỷ lệ: 1,0  nm. Nguồn: Nature Communications (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-35618-2


    Một nhà nghiên cứu của Đại học Trung tâm Florida đã phát triển công nghệ có thể ngăn chặn các vụ cháy xe điện, giống như các vụ cháy do nước mặn tràn vào từ Bão Ian.

    Công nghệ này, một loại pin nước, thay thế các dung môi hữu cơ dễ bay hơi và rất dễ cháy có trong pin lithium-ion của xe điện bằng nước mặn để tạo ra một loại pin an toàn hơn, sạc nhanh hơn, mạnh mẽ tương đương và không bị đoản mạch khi ngập lụt.

    Công việc này được trình bày chi tiết trong một nghiên cứu mới trên tạp chí Nature Communications.

    Yang Yang, phó giáo sư tại Trung tâm Công nghệ Khoa học Nano của UCF, người đứng đầu nghiên cứu cho biết: "Trong cơn bão Ian, rất nhiều ô tô điện đã bốc cháy sau khi ngâm trong nước lũ". "Đó là do nước mặn ăn mòn pin và gây đoản mạch, làm cháy dung môi dễ cháy và các thành phần khác. Pin của chúng tôi sử dụng nước muối làm chất điện phân, loại bỏ các dung môi dễ bay hơi."

    Ngoài ra, điểm mấu chốt trong thiết kế của pin là công nghệ nano mới lạ cho phép pin khắc phục những hạn chế của pin nước trước đây, chẳng hạn như thời gian sạc chậm và độ ổn định kém.

    Pin do UCF thiết kế có khả năng sạc nhanh, đạt mức sạc đầy trong vòng ba phút, so với thời gian sạc pin lithium-ion hàng giờ.

    Yang là chuyên gia phát triển vật liệu cho các thiết bị năng lượng tái tạo như pin với độ an toàn được cải thiện.

    Cháy xe điện nước mặn

    Vấn đề cháy xe điện sau khi nước mặn dâng cao trong cơn bão Sandy năm 2012 và cơn bão Isaias năm 2020.

    Do đó, Cục Quản lý Cứu hỏa Hoa Kỳ và Cục Quản lý An toàn Giao thông Đường cao tốc Quốc gia đã ban hành hướng dẫn đặc biệt để ứng phó với các vụ cháy xe điện do ngập nước mặn.

    Các đám cháy đòi hỏi một lượng nước dồi dào để dập tắt, với Hiệp hội Trưởng phòng Cứu hỏa Quốc tế khuyến nghị các nhân viên cứu hỏa đảm bảo nguồn cung cấp nước liên tục và bền vững từ 3.000 đến 8.000 gallon.

    Ít nhất 12 vụ cháy xe điện đã được báo cáo tại các quận Collier và Lee ở Florida sau cơn bão Ian, nơi nhiều ô tô bị ngập ít nhất một phần trong nước mặn, theo Mỹ. Quản lý phòng cháy chữa cháy.

    Thiết kế pin

    Các thiết kế pin nước trước đây đã phải chịu sản lượng năng lượng thấp, không ổn định, sự phát triển của các cấu trúc kim loại có hại được gọi là sợi nhánh trên điện cực âm và sự ăn mòn.

    Bằng cách sử dụng nước mặn làm chất điện phân lỏng của pin, các nhà nghiên cứu của UCF đã có thể sử dụng các ion kim loại tự nhiên có trong nước mặn, chẳng hạn như natri, kali, canxi và magiê, để tạo ra pin cation kép lưu trữ nhiều năng lượng hơn. Việc triển khai này cho phép họ khắc phục tình trạng chậm chạp của các thiết kế pin nước đơn cation trước đây.

    Để giải quyết các vấn đề về sự không ổn định, sự phát triển của sợi nhánh và sự ăn mòn, các nhà nghiên cứu đã thiết kế một cực dương bằng đồng-kẽm 3D giống như khu rừng có chứa một lớp bảo vệ kẽm-oxit mỏng ở trên cùng.

    Bề mặt mới, được thiết kế bằng công nghệ nano, trông giống như một khu rừng nhìn từ trên cao, cho phép các nhà nghiên cứu kiểm soát chính xác các phản ứng điện hóa, do đó làm tăng độ ổn định và khả năng sạc nhanh của pin.

    Hơn nữa, lớp oxit kẽm ngăn chặn sự phát triển đuôi gai của kẽm, điều này đã được xác nhận bằng kính hiển vi quang học.

    Yang cho biết: "Những loại pin này sử dụng vật liệu mới được phát triển trong phòng thí nghiệm của tôi sẽ vẫn an toàn ngay cả khi chúng được sử dụng không đúng cách hoặc bị ngập trong nước mặn". "Công việc của chúng tôi có thể giúp cải thiện công nghệ xe điện và tiếp tục phát triển nó như một hình thức du lịch đáng tin cậy và an toàn."

    Zalo
    Hotline