O Acordo de Paris sobre alterações climáticas responsabiliza as nações pela redução das suas emissões com efeito de estufa e dependência dos combustíveis fósseis, levando-as assim a investir e a utilizar energias renováveis, tais como a solar e eólica. No entanto, o sol nem sempre brilha e nem sempre é ventoso - ou pode ser muito ensolarado ou ventoso, levando a um fornecimento excessivo da rede. Para assegurar que as energias renováveis são utilizadas para o máximo benefício, qualquer excesso de energia produzida (ou seja, que não seja necessária para a rede nesse momento) é armazenada em instalações de armazenamento locais, que assumem a forma de grandes baterias. Estas libertam energia mais tarde - quando a rede necessita de mais energia, ou quando há menos sol ou vento, tais como noites nubladas ou dias mais calmos, mais secos. No entanto, estas baterias só podem libertar energia durante algumas (entre 1 e 12) horas, pelo que a sua utilização é limitada a curto prazo, com requisitos de energia a pedido.
As baterias são eficazes na redução de falhas de energia, uma vez que também podem armazenar o excesso de energia da rede tradicional. A energia armazenada nas baterias pode ser libertada sempre que é necessário um grande volume de energia, como durante uma falha de energia num centro de dados para evitar a perda de dados, ou como fonte de alimentação de reserva para um hospital ou aplicação militar para assegurar a continuidade de serviços vitais. As baterias de grande escala também podem ser utilizadas para colmatar lacunas de curto prazo na procura da rede. Estas baterias podem também ser utilizadas em tamanhos mais pequenos para alimentar carros eléctricos e podem ser ainda mais reduzidas para alimentar produtos comerciais, tais como telefones, comprimidos, computadores portáteis, altifalantes e - claro - detectores de gás pessoais.
As tecnologias de bateria podem ser segregadas em quatro categorias principais:
Químico - por exemplo, amoníaco, hidrogénio, metanol e combustível sintético
Electroquímico - ácido de chumbo, ião de lítio, Na-Cd, Na-ion
Supercapacitoreseléctricos - supercondutores, armazenamento magnético supercondutor
Mecânica - ar comprimido, hidráulica bombeada, gravidade
Processos típicos e problemas de detecção de gás associados
Uma grande preocupação surge quando a electricidade estática ou um carregador defeituoso destruiu o circuito de protecção da bateria. Tais danos podem fundir permanentemente os interruptores de estado sólido na posição ON, sem que o utilizador saiba. Uma bateria com um circuito de protecção avariado pode funcionar normalmente, mas não oferece protecção contra curto-circuitos.
Neste ponto, um sistema de detecção de gás pode estabelecer se existe uma falha e pode ser utilizado num laço de feedback para desligar a energia, selar o espaço e libertar um gás inerte (como o azoto) na área para evitar qualquer incêndio ou explosão.
A fuga térmica de células de lítio-metal e de lítio-ião tem causado numerosos incêndios. Estudos descobriram que os incêndios são alimentados pelos gases inflamáveis que são libertados pelas baterias durante a fuga térmica.
O electrólito numa bateria de iões de lítio é inflamável e contém geralmente hexafluorofosfato de lítio (LiPF6) ou outros sais de lítio contendo flúor. Em caso de sobreaquecimento, o electrólito evaporará e eventualmente será expelido das células da bateria. Os investigadores descobriram que as baterias comerciais de iões de lítio podem emitir quantidades consideráveis de fluoreto de hidrogénio (HF) durante um incêndio, e que as taxas de emissão variam para diferentes tipos de baterias e níveis de estado de carga (SOC). O fluoreto de hidrogénio pode penetrar na pele para afectar tecido cutâneo profundo e mesmo osso e sangue. Mesmo com um mínimo de exposição, a dor e os sintomas podem não se apresentar durante várias horas, período durante o qual os danos são extremos.
Com as células combustíveis de hidrogénio a ganhar popularidade como alternativas ao combustível fóssil, é importante estar consciente dos perigos do hidrogénio. Como todos os combustíveis, o hidrogénio é altamente inflamável e, se houver fugas, há um risco real de incêndio.
As baterias tradicionais de chumbo ácido produzem hidrogénio quando estão a ser carregadas. Estas baterias são normalmente carregadas em conjunto, por vezes na mesma sala ou área, o que pode gerar um risco de explosão, especialmente se a sala não for devidamente ventilada.
A maioria das aplicações de hidrogénio não pode utilizar odorantes por razões de segurança, uma vez que o hidrogénio se dispersa mais rapidamente do que os odorantes. Existem normas de segurança aplicáveis às estações de abastecimento de hidrogénio, sendo necessário um equipamento de protecção adequado para todos os trabalhadores. Isto inclui detectores pessoais, capazes de detectar o nível ppm de hidrogénio, bem como o nível %LEL. Os níveis de alarme padrão são definidos em 20% e 40% LEL que é 4% volume, mas algumas aplicações podem desejar ter uma gama personalizada de PPM e níveis de alarme para captar rapidamente as acumulações de hidrogénio.
