حققت بطاريات الليثيوم قفزة هائلة إلى الأمام للبشرية. الهواتف الذكية، والطائرات بدون طيار متعددة المروحيات، والمركبات الكهربائية لمسافات طويلة، والدراجات الإلكترونية، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة الصالحة لجميع الأحوال الجوية، والدراجات الهوائية الأحادية العجلة الكهربائية، وألواح التزلج ــ نشكر جميعًا بطاريات الليثيوم، ولكن بطاريات الليثيوم عالية الكثافة تحتوي على كميات هائلة من الطاقة ويمكن أن تسبب أضرارًا مذهلة عندما يحدث الهروب الحراري. لذلك قام الباحثون ببناء قدرات إطفاء الحرائق في البطاريات نفسها.

من غير المرجح أن يحدث الانفلات الحراري والتفريغ الحراري مع بطاريات الليثيوم، خاصة إذا تم تصنيعها وفقًا لمعايير صارمة وصيانتها بشكل صحيح. ولكن الآن بعد أن أصبح لدينا الكثير من بطاريات الليثيوم في منازلنا وشركاتنا ومرائبنا وحقائب الظهر والمركبات، والعديد من البطاريات الرخيصة دون المستوى المطلوب، أصبحت حرائق بطاريات الليثيوم حقيقة من حقائق الحياة. وفي عام 2022 وحده، كان هناك أكثر من 200 حريق ببطاريات الليثيوم في مدينة نيويورك. أنت بالتأكيد لا تريد أن تكون موجودًا عند اندلاع حريق.

عندما تشتعل بطارية ليثيوم ذات سعة صغيرة، يكون الانفجار قويًا بما يكفي لتفجير نوافذ الغرفة. يمكن أن تصبح قاذفات لهب ترش المعدن المنصهر، وتشعل المباني والمركبات القريبة، ويصعب إخمادها بمجرد حدوث الهروب الحراري. لكن الباحثين في جامعة كليمسون وجامعة هونان يقولون إنهم حققوا تقدما في الحل.

ابتكر فريق البحث نوعًا جديدًا من بطاريات الليثيوم القابلة لإعادة الشحن عن طريق استبدال سائل الإلكتروليت النموذجي شديد الاشتعال بشيء موجود عادةً في طفايات الحريق. ليس هذا فحسب، بل بدلاً من استخدام المذيبات العضوية العادية القابلة للاشتعال كإلكتروليت للبطارية، استخدموا نسخة معدلة من السائل الحراري غير القابل للاشتعال Novec 7300 من شركة 3M.

وكتب أحد الباحثين في مقال لمجلة The Conversation: "يسمح الإلكتروليت لأيونات الليثيوم الحاملة للشحنة بالمرور عبر الفاصل بين الأقطاب الكهربائية الموجبة والسالبة لبطارية الليثيوم أيون". "من خلال تعديل مبرد تجاري غير مكلف ليعمل كمحلول كهربائي للبطارية، تمكنا من إنشاء بطارية يمكنها إطفاء الحريق بنفسها."

تعمل الإلكتروليتات ذاتية الإطفاء بشكل جيد في كل من بطاريات الليثيوم والبوتاسيوم أيون ولن تشتعل فيها النيران حتى لو اخترق مسمار البطارية. يعمل محلول طفاية الحريق أيضًا بشكل جيد كإلكتروليت، حيث يعمل بشكل جيد في نطاق -100 إلى 175 درجة فهرنهايت (-75 إلى 80 درجة مئوية)، ويتعامل مع الحرارة الشديدة والبرودة بشكل أفضل بكثير من الإلكتروليتات التقليدية، وفي بعض الحالات يحافظ على سعة البطارية على عدد متزايد جدًا من دورات الشحن.

ويبدو أيضًا أنه قابل للتطوير بسهولة على نطاق تجاري. وكتب الباحثون: "نظرًا لأن الإلكتروليت البديل لدينا له خصائص فيزيائية مماثلة للإلكتروليتات المستخدمة حاليًا، فيمكن دمجه بسهولة مع خطوط إنتاج البطاريات الحالية. وإذا قبلته الصناعة، نتوقع أن تتمكن الشركات من استخدام معدات بطاريات الليثيوم أيون الحالية لإنتاج بطاريات غير قابلة للاشتعال".