Het akkoord van Parijs over klimaatverandering legt landen de verantwoordelijkheid op om hun broeikasgasemissies en hun afhankelijkheid van fossiele brandstoffen te verminderen, en zet hen zo aan tot investeringen en het gebruik van hernieuwbare energiebronnen, zoals zonne- en windenergie. De zon schijnt echter niet altijd en het waait niet altijd - of het kan heel zonnig of winderig zijn, wat leidt tot overbevoorrading van het net. Om ervoor te zorgen dat hernieuwbare energiebronnen maximaal worden benut, wordt alle overtollige energie die wordt geproduceerd (d.w.z. energie die op dat moment niet nodig is voor het net) opgeslagen in lokale opslagfaciliteiten, in de vorm van grote batterijen. Deze geven de energie later vrij - wanneer het elektriciteitsnet meer stroom nodig heeft, of wanneer er minder zon of wind is, zoals bij bewolkte nachten of kalmere, grauwere dagen. Deze accu's kunnen echter slechts gedurende enkele (tussen 1 en 12) uren energie leveren, zodat het gebruik ervan beperkt is tot kortetermijnbehoeften aan energie op afroep.
Accu's zijn doeltreffend bij het verminderen van stroomonderbrekingen omdat zij ook overtollige traditionele netenergie kunnen opslaan. De in batterijen opgeslagen energie kan worden vrijgegeven wanneer een grote hoeveelheid stroom nodig is, bijvoorbeeld tijdens een stroomstoring in een datacentrum om te voorkomen dat gegevens verloren gaan, of als noodstroomvoorziening voor een ziekenhuis of militaire toepassing om de continuïteit van vitale diensten te waarborgen. Grootschalige batterijen kunnen ook worden gebruikt om op korte termijn leemten in de vraag van het net op te vullen. Deze batterijsamenstellingen kunnen ook in kleinere afmetingen worden gebruikt om elektrische auto's van stroom te voorzien en kunnen verder worden verkleind om commerciële producten zoals telefoons, tablets, laptops, luidsprekers en - uiteraard - persoonlijke gasdetectoren van stroom te voorzien.
Batterijtechnologieën kunnen in vier hoofdcategorieën worden onderverdeeld:
Chemisch - b.v. ammoniak, waterstof, methanol en synthetische brandstof
Elektrochemisch - loodzuur, lithium-ion, Na-Cd, Na-ion
Elektrisch - supercapacitors, supergeleidende magnetische opslag
Mechanisch - samengeperste lucht, gepompte hydro, zwaartekracht
Typische processen en bijbehorende gasdetectieproblemen
Een groot probleem ontstaat wanneer statische elektriciteit of een defecte lader het beveiligingscircuit van de batterij heeft vernield. Dergelijke schade kan de solid-state schakelaars permanent in de ON-stand zetten, zonder dat de gebruiker het weet. Een batterij met een defect beveiligingscircuit kan normaal functioneren, maar biedt geen bescherming tegen kortsluiting.
Op dat moment kan een gasdetectiesysteem vaststellen of er sprake is van een storing en kan het in een terugkoppellus worden gebruikt om de stroom uit te schakelen, de ruimte af te sluiten en een inert gas (zoals stikstof) in de ruimte vrij te laten om brand of een explosie te voorkomen.
Thermische runaway van lithium-metaal- en lithium-ion-cellen heeft talrijke branden veroorzaakt. Uit studies is gebleken dat de branden worden aangewakkerd door de brandbare gassen die vrijkomen uit de batterijen tijdens de thermische runaway.
De elektrolyt in een lithium-ion accu is brandbaar en bevat over het algemeen lithiumhexafluorofosfaat (LiPF6) of andere Li-zouten die fluor bevatten. Bij oververhitting zal de elektrolyt verdampen en uiteindelijk uit de batterijcellen worden geventileerd. Onderzoekers hebben vastgesteld dat in de handel verkrijgbare lithium-ionbatterijen tijdens een brand aanzienlijke hoeveelheden waterstoffluoride (HF) kunnen uitstoten, en dat de uitstoot varieert naar gelang van het type batterij en de laadtoestand (SOC). Waterstoffluoride kan de huid binnendringen en diep huidweefsel en zelfs botten en bloed aantasten. Zelfs bij minimale blootstelling kunnen pijn en symptomen zich pas na enkele uren voordoen, tegen die tijd is de schade al extreem.
Nu waterstof-brandstofcellen steeds populairder worden als alternatief voor fossiele brandstoffen, is het belangrijk dat men zich bewust is van de gevaren van waterstof. Zoals alle brandstoffen is waterstof zeer ontvlambaar en als het lekt, bestaat er een reëel risico op brand.
Traditionele loodzuur-batterijen produceren waterstof wanneer ze worden opgeladen. Deze batterijen worden gewoonlijk samen opgeladen, soms in dezelfde ruimte of ruimte, wat een explosiegevaar kan opleveren, vooral als de ruimte niet goed geventileerd is.
Bij de meeste waterstoftoepassingen kan voor de veiligheid geen gebruik worden gemaakt van geurstoffen, aangezien waterstof sneller dispergeert dan geurstoffen. Er zijn geldende veiligheidsnormen voor waterstoftankstations, waarbij voor alle werknemers passende beschermende uitrusting is vereist. Daartoe behoren persoonlijke detectoren die zowel waterstof ppm- als %LEL-niveaus kunnen detecteren. De standaard alarmniveaus zijn ingesteld op 20% en 40% LEL, wat overeenkomt met 4% volume, maar sommige toepassingen kunnen een aangepast ppm-bereik en alarmniveaus wensen om waterstofaccumulaties snel op te pikken.
