Neues Gel erweist sich als vielversprechendes Isoliermittel gegen Brände in Lithiumbatterien
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Elektroautos (EVs) werden weltweit immer beliebter, bergen aber auch Risiken, vor allem in Bezug auf Lithium-Ionen-Zellen, die Feuer fangen können. Ein neues Gel könnte eine Möglichkeit sein, die Ausbreitung von Bränden in Lithiumbatterien zu verhindern.
Dies ist eine Zusammenfassung eines längeren Artikels auf NPR.org.
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John Williams, VP of Technical Services bei Aspen Aerogels, stellt fest: "In jedem dieser Fahrzeuge befinden sich Hunderte, wenn nicht Tausende von Lithium-Ionen-Zellen - eine der dichtesten Möglichkeiten, die wir kennen, um elektrische Energie in einer Batterie zu speichern, aber sie bringen Kompromisse mit sich."
Das US-Energieministerium hat Aspen Aerogels kürzlich ein Darlehen in Höhe von 670,6 Millionen Dollar gewährt, um eine Technologie zur Eindämmung von Fahrzeugbränden zu entwickeln.
Wenn sich eine EV-Batterie erhitzt, kann es zu einem thermischen Durchgehen kommen. Williams erklärt:
"Im Falle eines Defekts steigt die Temperatur unter den richtigen Umständen immer weiter an, bis die Batterie schließlich Feuer fängt."
Obwohl sich eine Lithium-Ionen-Batterie seltener entzündet als ein Verbrennungsmotor, brennt sie heißer und ist schwieriger zu löschen. Ziel ist es, den Fahrgästen im Falle eines Brandes genügend Zeit zum Verlassen des Fahrzeugs zu geben.
Aerogel ist Berichten zufolge eine vielversprechende Lösung. Williams beschreibt es als "die beste Wärmeisolierung der Welt" und vergleicht es mit "einem sehr leichten, aber festen Stück Gelatine".
George Gould, Chief Technology Officer von Aspen Aerogels, bezeichnet es als "ein sehr ätherisches Material" und hebt hervor, dass es zu 99 % aus Luft besteht und eine poröse Struktur aufweist. Die Chemikerin Irene Melnikova erklärt den Herstellungsprozess, bei dem Flüssigkeiten in einen Feststoff verwandelt werden, der hohen Temperaturen standhält.
Der Ingenieur Matt Gwin demonstrierte die Widerstandsfähigkeit von Aerogel, indem er es einer Propanflamme von 2000 Grad Celsius aussetzte, ohne es zu beschädigen.
"Das Geheimnis unseres Materials ist, dass es die Energie sehr langsam weitergibt", erklärt Gould. Auch nach dem Erlöschen der Flamme bleibt das Material intakt und fühlt sich nur warm an.
Aerogele verhindern zwar keine Brände, aber sie wirken wie eine "Brandmauer". Gould fügt hinzu, dass die Technologie nicht nur für Elektrofahrzeuge, sondern auch für verschiedene Industriezweige, einschließlich Öl und Gas, nützlich ist.
Amar Pradhan von Mobility Impact Partners unterstreicht die Notwendigkeit verschiedener Sicherheitsmaßnahmen:
"Es gibt verschiedene Möglichkeiten, das Feuer zu stoppen, je nach der Zeitspanne, in der die Batterie brennt."
Er schlägt vor, dass mehrere Maßnahmen notwendig sind, um die Sicherheit und Effizienz von E-Fahrzeugen zu verbessern.
Bildnachweis: Aspel Aerogels
Der Ingenieur Matt Gwin legt ein Stück Aerogel-Material in einen Metallrahmen und entzündet es. Nach ein oder zwei Minuten ist das Material intakt und fühlt sich nur noch warm an.