Новые технологии батарей: решение проблемы возгораний на морских судах?

Развитие технологий твердотельных батарей может принести революционные изменения в сферу безопасного и экологически чистого судоходства.

В отличие от автомобильной отрасли, главной преградой для электрификации морского транспорта становятся не проблемы дальности хода или зарядной инфраструктуры, а страх. И это неудивительно — опасность пожара на море вызывает крайнее беспокойство. На суше горящее транспортное средство можно быстро оставить, а службы экстренной помощи доберутся до места в считанные минуты. На воде ситуация значительно сложнее, особенно когда речь идет о возгораниях литиевых батарей, которые могут значительно усложниться из-за термического разгона. В этом случае поврежденные ячейки батарей продолжают выделять тепло и легко воспламеняющиеся газы даже после того, как пламя кажется контролируемым.

Сфера морских перевозок стала более внимательной к данным рискам, особенно в свете увеличения установки литиевых батарей в коммерческих и спортивных судах. Инциденты с воспламенением батарей на электрических велосипедах в маринах, а также ошибки при установке литиевых систем вызывают обеспокоенность, что электрификация может создать дополнительные угрозы безопасности.

Тем не менее, общие статистические данные указывают на более сложную картину. Согласно информации шведского Управления гражданской защиты, электромобили в 20 раз менее подвержены возгоранию по сравнению с бензиновыми или дизельными автомобилями. Двигатели внутреннего сгорания обычно перевозят десятки литров легко воспламеняющегося топлива, работают при чрезвычайно высоких температурах и имеют множество источников возгорания. Пожары автомобилей становятся обычным явлением и редко привлекают внимание. В то же время, возгорания батарей остаются необычными, но вызывают значительный интерес.

Согласно данным Британского управления по расследованию морских происшествий (MAIB), 40% последних пожаров на яхтах произошло из-за литиевых батарей. Вопрос безопасности для электрических средств передвижения сегодня становится не только актуальным, но и требует роста доверия к новым технологиям.

В этом контексте заявление компании EPTechnologies о разработке первой в мире твердотельной морской батареи, получившей одобрение классификационного общества DNV (Det Norske Veritas), может стать одним из самых значительных шагов вперёд в области электрификации.

По данным данной датской компании, их новая батарея Svenner способна выдерживать шесть раз большее переозарядка и даже испытание на пробитие гвоздем толщиной 8 мм без термической реакции. Это важное достижение, так как классические литий-ионные батареи зависят от жидких электролитов для передачи ионов между электродами. Эти жидкие компоненты легко воспламеняются и могут спровоцировать термический разгон при повреждении. Твердотельные батареи заменяют значительную часть жидких материалов на твердые электролиты, что снижает риск возгорания.

На практике это означает, что такие батареи намного устойчивее к возгоранию после повреждений, недостатков в производстве, вибраций, переполнения или проколов — все это важные факторы на морских судах, подверженных движениям, воздействию соли и ограниченным пространствам для установки.

Электрические лодки и автомобили сталкиваются с тремя основными проблемами: ограниченной дальностью, длительным временем зарядки и тяжелым весом батарей. Твердотельные технологии могут улучшить все эти аспекты одновременно. Сегодня литий-ионные батареи в электромобилях достигают плотности энергии от 250 до 300 ватт-часов на килограмм. Разработчики твердотельных батарей нацелены на достижения 400-500 Втч/кг, а некоторые экспериментальные конструкции превышают 700 Втч/кг в лабораторных условиях. Это огромный прорыв в емкости, что может означать, что батареи будут хранить вдвое больше энергии при том же весе, что критически важно в морских условиях.

Также твердотельные батареи могут предложить больший срок службы. Компания EPTechnologies сообщает, что их система Svenner предназначена на срок больше 10,000 циклов.