L'accordo di Parigi sul cambiamento climatico ritiene le nazioni responsabili di ridurre le loro emissioni di gas serra e la dipendenza dai combustibili fossili, spingendole così a investire e utilizzare energie rinnovabili, come il solare e il vento. Tuttavia, il sole non splende sempre e non c'è sempre vento - o potrebbe essere molto soleggiato o ventoso, portando a un eccesso di fornitura della rete. Per assicurare che le energie rinnovabili siano usate per il massimo beneficio, qualsiasi eccesso di energia che producono (cioè, che non è necessario per la rete in quel momento) è immagazzinato in strutture di stoccaggio locali, che prendono la forma di grandi batterie. Queste rilasciano l'energia più tardi - quando la rete richiede più energia, o quando c'è meno sole o vento, come nelle notti nuvolose o nelle giornate più calme e uggiose. Tuttavia, queste batterie possono rilasciare energia solo per poche ore (tra 1 e 12), quindi il loro uso è limitato a breve termine, alle richieste di energia su richiesta.
Le batterie sono efficaci nel ridurre le interruzioni di corrente perché possono anche immagazzinare l'energia di rete tradizionale in eccesso. L'energia immagazzinata nelle batterie può essere rilasciata ogni volta che è necessario un grande volume di energia, come durante un'interruzione di corrente in un centro dati per evitare la perdita di dati, o come alimentazione di riserva in un ospedale o in un'applicazione militare per garantire la continuità dei servizi vitali. Le batterie su larga scala possono anche essere usate per tappare le lacune a breve termine nella domanda della rete. Queste composizioni di batterie possono anche essere usate in dimensioni più piccole per alimentare le auto elettriche e possono essere ulteriormente scalate per alimentare prodotti commerciali, come telefoni, tablet, computer portatili, altoparlanti e - naturalmente - rilevatori di gas personali.
Le tecnologie delle batterie possono essere suddivise in quattro categorie principali:
Chimico - per esempio ammoniaca, idrogeno, metanolo e carburante sintetico
Elettrochimica - acido di piombo, ioni di litio, Na-Cd, Na-ione
Elettrico - supercapacitori, stoccaggio magnetico superconduttivo
Meccanico - aria compressa, idro-pompa, gravità
Processi tipici e problemi di rilevamento del gas associati
Una grande preoccupazione sorge quando l'elettricità statica o un caricatore difettoso hanno distrutto il circuito di protezione della batteria. Tale danno può fondere permanentemente gli interruttori a stato solido in posizione ON, senza che l'utente lo sappia. Una batteria con un circuito di protezione difettoso può funzionare normalmente, ma non fornisce protezione dal corto circuito.
A questo punto, un sistema di rilevamento del gas può stabilire se c'è un guasto e può essere utilizzato in un ciclo di feedback per interrompere l'alimentazione, sigillare lo spazio e rilasciare un gas inerte (come l'azoto) nell'area per prevenire qualsiasi incendio o esplosione.
La fuga termica delle celle al litio-metallo e agli ioni di litio ha causato numerosi incendi. Gli studi hanno scoperto che gli incendi sono alimentati dai gas infiammabili che si sprigionano dalle batterie durante la fuga termica.
L'elettrolito in una batteria agli ioni di litio è infiammabile e generalmente contiene esafluorofosfato di litio (LiPF6) o altri sali di litio contenenti fluoro. In caso di surriscaldamento, l'elettrolito evapora e alla fine viene espulso dalle celle della batteria. I ricercatori hanno scoperto che le batterie agli ioni di litio commerciali possono emettere notevoli quantità di fluoruro di idrogeno (HF) durante un incendio, e che i tassi di emissione variano per diversi tipi di batterie e livelli di stato di carica (SOC). Il fluoruro di idrogeno può penetrare nella pelle per colpire il tessuto cutaneo profondo e persino le ossa e il sangue. Anche con un'esposizione minima, il dolore e i sintomi possono non presentarsi per diverse ore, quando il danno è ormai estremo.
Con le celle a combustibile a idrogeno che guadagnano popolarità come alternative al combustibile fossile, è importante essere consapevoli dei pericoli dell'idrogeno. Come tutti i combustibili, l'idrogeno è altamente infiammabile e se perde c'è un rischio reale di incendio.
Le batterie al piombo acido tradizionali producono idrogeno quando vengono caricate. Queste batterie sono normalmente caricate insieme, a volte nella stessa stanza o area, il che può generare un rischio di esplosione, soprattutto se la stanza non è adeguatamente ventilata.
La maggior parte delle applicazioni dell'idrogeno non possono usare odori per la sicurezza, poiché l'idrogeno si disperde più velocemente degli odori. Ci sono standard di sicurezza applicabili per le stazioni di rifornimento di idrogeno, per cui è richiesta un'adeguata attrezzatura protettiva per tutti i lavoratori. Questo include rilevatori personali, in grado di rilevare il livello di idrogeno in ppm e il livello %LEL. I livelli di allarme predefiniti sono impostati al 20% e al 40% del LEL, che è il 4% del volume, ma alcune applicazioni potrebbero desiderare di avere un intervallo PPM personalizzato e livelli di allarme per rilevare rapidamente gli accumuli di idrogeno.