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鋰電池爆炸再引爭議,為什么氫燃料電池是安全的?

能源發(fā)展網(wǎng)發(fā)布時間:2021-04-27 00:00:00

4月16日,北京市豐臺區(qū)南四環(huán)永外大紅門西馬廠甲14號院內(nèi)儲能電站起火,再一次將電池安全問題推上了輿論的風(fēng)口浪尖。

 

近年來,電動汽車和儲能電站的起火、爆炸事故頻頻吸引公眾視線,讓鋰電池的安全風(fēng)險不斷引起爭議,安全問題成為儲能行業(yè)始終無法繞開的瓶頸。

 

氫促匯了解到,在鋰電安全備受爭議的同時,許多網(wǎng)友也表達(dá)了對氫能的疑慮。事實(shí)上,對比鋰電池和氫燃料電池運(yùn)行過程的本質(zhì)差異,就會發(fā)現(xiàn),公眾的擔(dān)憂其實(shí)duck不必,氫燃料電池的安全性是有保障的。

 

鋰電池為什么頻頻“失火”?

 

為什么鋰電池會頻頻發(fā)生起火甚至爆炸的事故?對此,氫促匯向業(yè)內(nèi)專家進(jìn)行了請教。

 

氫促匯了解到,鋰電池發(fā)生著火事故的原因是多方面的,首要的問題在于電池質(zhì)量之間的差異,電池從生產(chǎn)到出廠,都必須經(jīng)過安全指標(biāo)的測試,而通過測試也不代表電池一定不會著火,關(guān)鍵在于使用過程中的安全管理。

 

鋰離子電池是一個高能量體,在運(yùn)行過程中如果出現(xiàn)一些小故障,當(dāng)這些小故障積累起來,安全風(fēng)險就會變大,所以在運(yùn)行過程中的安全監(jiān)測非常重要。

 

電池應(yīng)用于儲能,需要經(jīng)過多個環(huán)節(jié),形成系統(tǒng)集成。從電芯到模組,再到電池包,其中每一個環(huán)節(jié)都有可能出現(xiàn)故障,故障不一定是電池引起的,也可能是成組和散熱設(shè)計等原因,使熱量未能及時散失,最終經(jīng)過積累就可能走向失控。此外,在使用的過程中,如果電池系統(tǒng)處于高溫環(huán)境中,或者在外力作用下發(fā)生碰撞,也增加了熱失控風(fēng)險。

 

專家向氫促匯介紹,在近700℃的溫度下,鋰電池中的電解液、隔膜都可能因正極中活性氧放出而引燃爆炸。對于大規(guī)模儲能電站,模組之間的金屬或陶瓷隔段,以及將電池組浸泡在液體冷卻劑防止過熱等安全措施非常重要。

 

氫燃料電池安全的“底氣”何在?

 

燃料電池的本質(zhì)是一種將燃料與氧化劑的化學(xué)能通過電化學(xué)反應(yīng)直接轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電裝置,其核心部件是作為化學(xué)反應(yīng)“場所”的電堆,電堆是將雙極板與膜電極(包括催化劑、質(zhì)子交換膜、氣體擴(kuò)散層)交替疊合,各單體之間嵌入密封件構(gòu)成。

 

氫燃料電池基本原理是電解水的逆反應(yīng),其化學(xué)方程式如下:

 

2H2+O2=2H2O

 

在化學(xué)反應(yīng)的過程中,氫和氧分別被供給陽極和陰極,氫通過陽極向外擴(kuò)散和電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)后,放出電子通過外部的負(fù)載到達(dá)陰極。同時,失去電子的氫(質(zhì)子)通過質(zhì)子交換膜,與陰極的氧以及電子結(jié)合生成水。

除了發(fā)生上述化學(xué)反應(yīng)的場所——作為核心部件的電堆,燃料電池動力系統(tǒng)還包含了空壓機(jī)、儲氫瓶系統(tǒng)、氫氣循環(huán)泵等其它組件。專家向氫促匯表示,和鋰電池不同,用來發(fā)電的氫氣和電池是分開的,系統(tǒng)按照電池需要的量供應(yīng)氫氣,如果出現(xiàn)故障,將氫氣閥門關(guān)掉即可。

 

事實(shí)上,任何能源都有一定的安全性問題,只要在使用過程中,根據(jù)其基本特性,通過科學(xué)設(shè)計,合理使用,就會避免或者降低其危害,為人類的發(fā)展提供能量。對于氫燃料電池,國內(nèi)外都制定了很多標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,其中多數(shù)是針對安全性的規(guī)定。

 

在交通應(yīng)用領(lǐng)域,目前,各企業(yè)在燃料電池汽車上采取的安全措施,經(jīng)過多年的實(shí)際示范運(yùn)營證明是可靠的。隨著燃料電池成本下降和性能不斷提高,燃料電池汽車的商業(yè)化、規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化將是未來的發(fā)展趨勢。

 

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