Le batterie sono efficaci per ridurre le interruzioni di corrente, poiché possono anche immagazzinare l'energia in eccesso della rete tradizionale. L'energia immagazzinata nelle batterie può essere rilasciata ogni volta che è necessario un grande volume di energia, ad esempio 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 di grandi dimensioni possono essere utilizzate anche per colmare le lacune a breve termine nella domanda della rete. Queste composizioni di batterie possono essere utilizzate anche in dimensioni più piccole per alimentare le auto elettriche e possono essere ulteriormente ridimensionate per alimentare prodotti commerciali, come telefoni, tablet, computer portatili, altoparlanti e, naturalmente, rilevatori di gas personali.
Le applicazioni comprendono l'accumulo di batterie, il trasporto e la saldatura e possono essere suddivise in quattro categorie principali: Chimica - ad esempio, ammoniaca, idrogeno, metanolo e carburante sintetico, elettrochimica - acido di piombo, ioni di litio, Na-Cd, ioni di Na, elettrica - supercondensatori, accumulo magnetico superconduttivo e meccanica - aria compressa, idrogeno pompato, gravità.
Pericoli del gas
Incendi di batterie Li-ion
Un problema importante si presenta quando l'elettricità statica o un caricabatterie difettoso danneggiano il circuito di protezione della batteria. Questo danno può portare alla fusione degli interruttori a stato solido in posizione ON, senza che l'utente se ne accorga. Una batteria con un circuito di protezione difettoso può funzionare normalmente, ma non garantire la protezione dal cortocircuito. 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 incendi o esplosioni.
Perdita di gas tossici prima della fuga termica
La fuga termica delle celle al litio-metallo e agli ioni di litio ha provocato diversi incendi. Le ricerche hanno dimostrato che gli incendi sono alimentati da gas infiammabili che fuoriescono dalle batterie durante il thermal runaway. L'elettrolita di 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 quantità considerevoli di fluoruro di idrogeno (HF) durante un incendio e che i tassi di emissione variano a seconda dei tipi di batteria e dei livelli di carica (SOC). L'idrogeno fluoruro può penetrare nella pelle e colpire i tessuti cutanei profondi e persino le ossa e il sangue. Anche in caso di esposizione minima, il dolore e i sintomi possono non manifestarsi per diverse ore, quando il danno è ormai estremo.
Idrogeno e rischio di esplosione
Con la crescente popolarità delle celle a combustibile a idrogeno come alternativa ai combustibili fossili, è importante conoscere i pericoli dell'idrogeno. Come tutti i combustibili, l'idrogeno è altamente infiammabile e in caso di perdite c'è un rischio reale di incendio. Le batterie tradizionali al piombo acido producono idrogeno durante la carica. Queste batterie vengono 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 a idrogeno non può utilizzare odoranti per sicurezza, poiché l'idrogeno si disperde più rapidamente degli odoranti. Esistono standard di sicurezza applicabili alle stazioni di rifornimento di idrogeno, che richiedono a tutti i lavoratori un'adeguata attrezzatura di protezione. Ciò 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% di LEL, pari al 4% del volume, ma alcune applicazioni possono richiedere un intervallo di PPM e livelli di allarme personalizzati per rilevare rapidamente gli accumuli di idrogeno.
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