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Die US-Marine entwirft sicherere Batterien, weil niemand ein Feuer auf See will

2022

"von": [Navy Foto von Mass Communication Specialist 3. Klasse Kelsey L. Adams / Freigegeben

Unsere Smartphones und andere Geräte werden mit Lithium-Ionen-Batterien betrieben. Wie Unternehmen wie Samsung jedoch nur zu gut wissen, können diese Ladungshalter unter den falschen Bedingungen entflammbar sein. Die Gefahren von Lithium-Ionen-Batterien sind auch ein Problem für eine andere Gruppe, die einen starken Anreiz hat, Brände in Schach zu halten: die US-Marine. Nun haben Chemiker des US Naval Research Laboratory (NRL) eine neue Batterietechnologie angekündigt, die sowohl sicher als auch wiederaufladbar ist und in Elektrofahrzeuge, Fahrräder oder Schiffe eindringen könnte.

"Wir haben immer wieder zu viele katastrophale Nachrichten darüber, dass Lithium-Ionen-Batterien rauchen, Feuer fangen und explodieren", sagt Debra Rolison, Leiterin der Abteilung für fortgeschrittene elektrochemische Materialien am NRL und leitende Autorin einer neuen Studie in der Fachzeitschrift Science über die Batterie Sie sagt, es ist ein Thema, um das sich das Verteidigungsministerium kümmert: "Es gab Militärplattformen, die aufgrund von Lithium-Ionen-Batterie-Bränden schwer beschädigt wurden."

Ein Ereignis von 2008 ist ein typisches Beispiel. Jeffrey Long, ebenfalls vom NRL und ein Teil der Studie, weist auf einen Vorfall mit einem experimentellen Mini-U-Boot hin, das SEALs ausliefern soll, als Grund, warum die Marine in Bezug auf Lithium-Ionen-Batterien nervös ist. "Es gab ein katastrophales Lithium-Batterie-Feuer. Zum Glück war niemand an Bord, aber es hat großen Schaden angerichtet."

In diesem Jahr hat die Marine E-Zigaretten von Orten wie ihren Schiffen und U-Booten verbannt, weil sie mit der gleichen Art von Batterie betrieben werden.

Lithium-Ionen-Batterien sind aufgrund der darin enthaltenen organischen Flüssigkeit problematisch, die entzündlich ist, wenn die Batterie oder das Gerät zu heiß wird. Eine Standard-Alkalibatterie wie die AAA in einer Taschenlampe hat einen viel sichereren Elektrolyten auf Wasserbasis, der nicht brennbar ist. Diese Alkalibatterien verwenden üblicherweise Zink als Material für eine der Elektroden.

Die ganze Sache, die nicht in Brand gerät, ist ziemlich ansprechend. Außerdem mag die Marine, dass Zink ein weit verbreitetes Material ist, das leicht zu beschaffen ist. Das Verteidigungsministerium schätzt Materialien, die in den für die Vereinigten Staaten freundlichen Ländern abgebaut werden, wenn nicht in den Vereinigten Staaten, fügt Rolison hinzu. »Und Zink ist überall.«

Aber es gibt ein Problem: In der Form, die normalerweise in Alkalibatterien verwendet wird, wirkt Zink beim Aufladen nicht mit. Es neigt dazu, dendritisch kleine, problematische Spitzen zu bilden. Die NRL-Wissenschaftler stellten dieses Zink in eine andere Form um, wodurch die Alkalibatterie wiederaufladbar wird, ohne die Gefahr einer Dendritenbildung zu riskieren.

Rolison vergleicht ihre schwammartige Zubereitung mit einer Salatsauce: Sie enthält Öl und Wasser sowie Zinkpulver (das Sie nicht in eine Salatsauce geben sollten). Sie emulgieren und wärmen es. »Am Ende des Tages haben wir etwas, das Sie in der Hand halten können«, sagt sie. Es ist freistehend und kann als Anode in die Batterie eingesetzt werden

Das US Naval Research Lab arbeitet mit einer Firma namens EnZinc zusammen, um wiederaufladbare Batterien mit ihrer Zinkanode in Fahrzeuge wie E-Bikes zu integrieren.

Laut Long könnte diese Batterietechnologie für "Bordstrom" verwendet werden oder Marines zu einer sichereren Batterie verhelfen. »Sie wollen sich nicht mitten in einem Feuergefecht mit einer Batterie auseinandersetzen«, fügt er hinzu.

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