في الشهر الماضي، اشتعلت النيران في سيارة كهربائية من طراز مرسيدس بنز EQE 350 في مرآب للسيارات تحت الأرض بمبنى سكني في كوريا الجنوبية. وبحسب ما ورد، تم إرسال 23 شخصًا إلى المستشفى وتضررت حوالي 900 سيارة. وصلت درجات حرارة الحريق إلى أكثر من 2700 درجة فهرنهايت (1500 درجة مئوية)، واستغرق رجال الإطفاء ما يقرب من ثماني ساعات لإخماده.
وأدى الحادث إلى سلسلة من التغييرات السريعة في السياسات في البلاد، بما في ذلك تسريع برنامج اعتماد بطاريات السيارات الكهربائية المخطط له وقواعد جديدة في سيول من شأنها أن تمنع المالكين من “الشحن الزائد” لسياراتهم في مرآب السيارات تحت الأرض. كما أنها دفعت شركات صناعة السيارات إلى القيام بشيء لا تفعله عادة: الكشف عن الجهة التي تصنع البطاريات داخل سياراتها الكهربائية. (في أوائل سبتمبر/أيلول، قالت حكومة كوريا الجنوبية إنها ستطلب من شركات صناعة السيارات الكشف عن هذه المعلومات السرية في كثير من الأحيان).
تظهر البيانات الصادرة عن المجلس الوطني لسلامة النقل، وهو وكالة التحقيق الفيدرالية المستقلة في الولايات المتحدة، أن مخاطر حرائق بطاريات السيارات الكهربائية منخفضة. في الواقع، منخفضة جدا. وأشار تحليل تلك البيانات من قبل إحدى شركات التأمين إلى أن أكثر من 1500 سيارة تعمل بالغاز تشتعل فيها النيران لكل 100 ألف عملية بيع، مقارنة بـ 25 سيارة كهربائية فقط.
على مستوى ما، يعد الحريق خطرًا لأي نوع من تكنولوجيا البطاريات. يتحدث المحترفون عن “مثلث النار” – الوصفة المكونة من ثلاثة مكونات للإشعال. تحتاج النار إلى الأكسجين والشرارة والوقود. نظرًا لأن الهدف من مركبة الليثيوم أيون الكهربائية هو تخزين الطاقة، فإن الوقود موجود دائمًا. من المفترض أن تكون بطاريات السيارات الكهربائية معبأة بإحكام ومعزولة عن الأجزاء الأخرى من السيارة، ولكن وقوع حادث مثل الاصطدام الكارثي قد يؤدي بسرعة إلى إدخال الأكسجين والحرارة إلى المشروب.
بناء بطارية مقاومة للحريق
اتخذت بعض الشركات المصنعة للبطاريات خطوات لتقليل خطر اشتعال بطارياتها. الأول هو إنشاء عمليات ومعايير تصنيع صارمة. وهذا مهم لأن أي نوع من الخلل في البطارية يمكن أن يؤدي إلى جحيم، كما يقول فينكات سرينيفاسان، الذي يدرس البطاريات ويدير مركز أرجون التعاوني لعلوم تخزين الطاقة في مختبر أرجون الوطني بالولايات المتحدة.
لفهم أهمية تصنيع البطاريات فيما يتعلق بمخاطر الحرائق، عليك أن تفهم أساسيات بطاريات الليثيوم أيون. يقوم الأنود والكاثود في البطارية بتخزين الليثيوم، ويتم توصيلهما بواسطة إلكتروليت، وهي مادة كيميائية سائلة تمرر أيونات الليثيوم بين الاثنين لتخزين الطاقة أو إطلاقها. على سبيل المثال، إذا دخل جسيم صغير من المعدن إلى هذا المنحل بالكهرباء من خلال عملية تصنيع غير نظيفة، واستمر في كهربته أثناء شحن البطارية لأعلى ولأسفل، فقد يؤدي ذلك إلى حدوث شرارة، وفتح خلية البطارية، والسماح للأكسجين بالدخول بسرعة وربما تعرض مجموعة البطارية بأكملها للنيران.
تحدث هذه الأنواع من الأخطاء في صناعة البطاريات. في أغسطس، طلبت جاكوار من حوالي 3000 مالك لسيارتها I-Pace SUV موديل 2019 إيقاف سياراتهم في الخارج بسبب مخاطر الحريق، والتي كانت مرتبطة بثلاثة حرائق. وقد خضعت الشركة المصنعة التي تقف وراء حزم هذه المركبات، وهي شركة LG Energy Solution الكورية الجنوبية، لتحقيق سلامة على الطرق في الولايات المتحدة منذ عام 2022. وقد استدعت شركات BMW، وجنرال موتورز، وهيونداي، وستيلانتس، وفولكس فاجن، مركباتها بسبب مخاطر البطارية (بعضها في السيارات الهجينة بدلاً من السيارات الكهربائية بالكامل). لكن هذه الحالات نادرة. يقول سرينيفاسان: “من خلال عمليات التصنيع القوية، “لا يمكن للمرء أبدًا جعل خطر نشوب حريق صفرًا تمامًا، لكن الشركات الجيدة قللت من المخاطر إلى الحد الأدنى”.
كيمياء أقل للنار
والخبر السار هو أن البطاريات الأقل عرضة للحريق موجودة بالفعل في السيارات، وذلك بفضل كيمياء البطاريات المحددة التي يصعب اشتعالها. منذ أن وصلت سيارة تسلا الأولى إلى الطريق في عام 2008، تم تصنيع بطارية السيارة الكهربائية القياسية بشكل أساسي من النيكل والكوبالت. يتم شحن البطاريات المزودة بهذا المكياج بسرعة وتحتفظ بالكثير من الطاقة، وهو أمر رائع لاستخدام المركبات الكهربائية لأن سائقي المركبات التي تستخدمها يستمتعون بنطاقات أطول وعمليات شحن أسرع. كما أنهم أكثر عرضة للدخول في مرحلة “الهروب الحراري” عند درجات حرارة منخفضة، في نطاق 400 إلى 300 درجة فهرنهايت (210 إلى 150 درجة مئوية).
الهروب الحراري هو حالة تدخل فيها بطاريات الليثيوم أيون في نوع من حلقة الموت: تنتج خلية البطارية التالفة حرارة وغازات قابلة للاشتعال، والتي بدورها تنتج المزيد من الحرارة والغازات القابلة للاشتعال، والتي تبدأ في تسخين خلايا البطارية القريبة، والتي تطلق المزيد الحرارة والغاز. ثم تصبح النار مكتفية ذاتيا ويصعب إخمادها.
