लिथियम बॅटरीची सुरक्षितता हा उद्योगात नेहमीच चिंतेचा विषय राहिला आहे. त्यांच्या विशेष भौतिक संरचनेमुळे आणि जटिल ऑपरेटिंग वातावरणामुळे, एकदा आगीची दुर्घटना घडली की, यामुळे उपकरणांचे नुकसान, मालमत्तेचे नुकसान आणि मृत्यू देखील होतात. लिथियम बॅटरीला आग लागल्यानंतर, विल्हेवाट लावणे कठीण असते, बराच वेळ लागतो आणि अनेकदा मोठ्या प्रमाणात विषारी वायू तयार होतात. त्यामुळे, वेळेवर आग विझवण्यामुळे आगीचा प्रसार प्रभावीपणे नियंत्रित केला जाऊ शकतो, मोठ्या प्रमाणात जळणे टाळता येते आणि कर्मचाऱ्यांना बाहेर पडण्यासाठी अधिक वेळ मिळू शकतो.

लिथियम-आयन बॅटरीच्या थर्मल रनअवे प्रक्रियेदरम्यान, धूर, आग आणि अगदी स्फोट देखील होतात. त्यामुळे, वापराच्या प्रक्रियेत लिथियम बॅटरी उत्पादनांसमोर थर्मल रनअवे आणि डिफ्यूजन समस्या नियंत्रित करणे हे मुख्य आव्हान बनले आहे. आग विझवण्याचे योग्य तंत्रज्ञान निवडल्यास बॅटरी थर्मल रनअवेचा पुढील प्रसार रोखू शकतो, जे आगीच्या घटना रोखण्यासाठी खूप महत्वाचे आहे.

हा लेख सध्या बाजारात उपलब्ध असलेल्या मुख्य प्रवाहातील अग्निशामक आणि विझवण्याच्या यंत्रणेची ओळख करून देईल आणि विविध प्रकारच्या अग्निशामक साधनांचे फायदे आणि तोटे यांचे विश्लेषण करेल.

अग्निशामक यंत्रांचे प्रकार

सध्या, बाजारातील अग्निशामक मुख्यतः गॅस अग्निशामक, पाणी-आधारित अग्निशामक, एरोसोल अग्निशामक आणि कोरड्या पावडर अग्निशामक यंत्रांमध्ये विभागले गेले आहेत. खाली प्रत्येक प्रकारच्या अग्निशामक यंत्राच्या कोड आणि वैशिष्ट्यांचा परिचय आहे.

परफ्लुरोहेक्सेन: Perfluorohexane OECD आणि US EPA च्या PFAS इन्व्हेंटरीमध्ये सूचीबद्ध केले गेले आहे. म्हणून, अग्निशामक एजंट म्हणून परफ्लुरोहेक्सेनचा वापर स्थानिक कायदे आणि नियमांचे पालन केले पाहिजे आणि पर्यावरण नियामक संस्थांशी संवाद साधला पाहिजे. थर्मल विघटनातील परफ्लुरोहेक्सेनची उत्पादने हरितगृह वायू असल्याने, ती दीर्घकालीन, मोठ्या प्रमाणात, सतत फवारणीसाठी योग्य नाही. पाणी स्प्रे प्रणालीसह संयोजनात वापरण्याची शिफारस केली जाते.

ट्रायफ्लोरोमेथेन:ट्रायफ्लोरोमेथेन एजंट्स केवळ काही उत्पादकांद्वारेच तयार केले जातात आणि या प्रकारच्या अग्निशामक एजंटचे नियमन करणारी कोणतीही विशिष्ट राष्ट्रीय मानके नाहीत. देखभाल खर्च जास्त आहे, म्हणून त्याचा वापर करण्याची शिफारस केलेली नाही.

हेक्साफ्लोरोप्रोपेन:हे विझविणारे एजंट वापरादरम्यान उपकरणे किंवा उपकरणे खराब होण्याची शक्यता असते आणि त्याचे ग्लोबल वार्मिंग पोटेंशियल (GWP) तुलनेने जास्त असते. म्हणून, हेक्साफ्लोरोप्रोपेनचा वापर केवळ संक्रमणकालीन अग्निशामक एजंट म्हणून केला जाऊ शकतो.

हेप्टाफ्लोरोप्रोपेन:ग्रीनहाऊस इफेक्टमुळे, विविध देशांद्वारे ते हळूहळू प्रतिबंधित केले जात आहे आणि ते नष्ट होईल. सध्या, हेप्टाफ्लोरोप्रोपेन एजंट्स बंद केले गेले आहेत, ज्यामुळे देखभाल दरम्यान विद्यमान हेप्टाफ्लोरोप्रोपेन प्रणाली पुन्हा भरण्यात समस्या निर्माण होतील. म्हणून, त्याचा वापर करण्याची शिफारस केलेली नाही.

अक्रिय वायू:IG 01, IG 100, IG 55, IG 541 यांचा समावेश आहे, त्यापैकी IG 541 अधिक प्रमाणात वापरला जातो आणि आंतरराष्ट्रीय स्तरावर ग्रीन आणि पर्यावरणास अनुकूल अग्निशामक एजंट म्हणून ओळखला जातो. तथापि, उच्च बांधकाम खर्च, गॅस सिलिंडरची उच्च मागणी आणि मोठ्या जागेचा व्याप हे त्याचे तोटे आहेत.

पाणी-आधारित एजंट:फाइन वॉटर मिस्ट अग्निशामक यंत्रे मोठ्या प्रमाणावर वापरली जातात आणि त्यांचा थंड प्रभाव चांगला असतो. याचे मुख्य कारण म्हणजे पाण्यामध्ये विशिष्ट उष्णता क्षमता असते, जी त्वरीत मोठ्या प्रमाणात उष्णता शोषून घेते, बॅटरीच्या आत प्रतिक्रिया न केलेले सक्रिय पदार्थ थंड करते आणि त्यामुळे पुढील तापमान वाढ रोखते. तथापि, पाण्यामुळे बॅटरीचे लक्षणीय नुकसान होते आणि ते इन्सुलेट होत नाही, ज्यामुळे बॅटरी शॉर्ट सर्किट होते.

एरोसोल:त्याच्या पर्यावरण मित्रत्वामुळे, गैर-विषारीपणामुळे, कमी खर्चात आणि सुलभ देखभालमुळे, एरोसोल मुख्य प्रवाहातील अग्निशामक एजंट बनले आहे. तथापि, निवडलेल्या एरोसोलने UN नियम आणि स्थानिक कायदे आणि नियमांचे पालन केले पाहिजे आणि स्थानिक राष्ट्रीय उत्पादन प्रमाणीकरण आवश्यक आहे. तथापि, एरोसोलमध्ये थंड करण्याची क्षमता नसते आणि त्यांच्या वापरादरम्यान, बॅटरीचे तापमान तुलनेने जास्त राहते. अग्निशामक एजंट सोडणे थांबवल्यानंतर, बॅटरी पुन्हा चालू होण्याची शक्यता असते.

अग्निशामक साधनांची प्रभावीता

चीनच्या युनिव्हर्सिटी ऑफ सायन्स अँड टेक्नॉलॉजीच्या स्टेट की लॅबोरेटरी ऑफ फायर सायन्सने 38A लिथियम-आयन बॅटरीवर ABC ड्राय पावडर, हेप्टाफ्लोरोप्रोपेन, पाणी, परफ्लुरोहेक्सेन आणि CO2 अग्निशामक प्रभावांची तुलना करणारा अभ्यास केला.

अग्निशामक प्रक्रियेची तुलना

ABC ड्राय पावडर, हेप्टाफ्लोरोप्रोपेन, पाणी आणि परफ्लुओरोहेक्सेन हे सर्व बॅटरीला लागलेली आग त्वरीत विझवू शकतात. तथापि, CO2 अग्निशामक यंत्रे बॅटरीची आग प्रभावीपणे विझवू शकत नाहीत आणि त्यामुळे पुनरुत्थान होऊ शकते.

फायर सप्रेशन परिणामांची तुलना

थर्मल रनअवे नंतर, अग्निशामकांच्या कृती अंतर्गत लिथियम बॅटरीचे वर्तन साधारणपणे तीन टप्प्यात विभागले जाऊ शकते: शीतल अवस्था, जलद तापमान वाढीचा टप्पा आणि तापमान कमी होण्याचा टप्पा.

पहिला टप्पाकूलिंग स्टेज आहे, जेथे अग्निशामक सोडल्यानंतर बॅटरीच्या पृष्ठभागाचे तापमान कमी होते. हे प्रामुख्याने दोन कारणांमुळे आहे:

• बॅटरी व्हेंटिंग: लिथियम-आयन बॅटरीच्या थर्मल पळून जाण्यापूर्वी, बॅटरीमध्ये मोठ्या प्रमाणात अल्केन आणि CO2 वायू जमा होतात. जेव्हा बॅटरी तिच्या दाब मर्यादेपर्यंत पोहोचते, तेव्हा सुरक्षा झडप उघडते, उच्च-दाब वायू सोडते. हा वायू बॅटरीच्या आत सक्रिय पदार्थ वाहून नेतो आणि बॅटरीला काही थंड प्रभाव प्रदान करतो.
• अग्निशामक यंत्राचा प्रभाव: अग्निशामक यंत्राचा शीतलक प्रभाव प्रामुख्याने दोन भागांतून येतो: फेज बदलादरम्यान उष्णता शोषण आणि रासायनिक अलगाव प्रभाव. फेज बदल उष्णता शोषण थेट बॅटरीद्वारे निर्माण होणारी उष्णता काढून टाकते, तर रासायनिक पृथक्करण प्रभाव अप्रत्यक्षपणे रासायनिक अभिक्रियांमध्ये व्यत्यय आणून उष्णता निर्मिती कमी करते. पाण्याच्या उच्च विशिष्ट उष्णता क्षमतेमुळे पाण्याचा सर्वात लक्षणीय शीतकरण प्रभाव असतो, ज्यामुळे ते मोठ्या प्रमाणात उष्णता वेगाने शोषून घेते. Perfluorohexane खालीलप्रमाणे आहे, तर HFC-227ea, CO2, आणि ABC ड्राय पावडर लक्षणीय कूलिंग इफेक्ट्स दाखवत नाहीत, जे अग्निशामकांच्या स्वरूप आणि यंत्रणेशी संबंधित आहे.

दुसरा टप्पा तापमानात जलद वाढ होण्याचा टप्पा आहे, जेथे बॅटरीचे तापमान त्याच्या किमान मूल्यापासून त्याच्या शिखरावर वेगाने वाढते. अग्निशामक यंत्रे बॅटरीमधील विघटन प्रतिक्रिया पूर्णपणे थांबवू शकत नसल्यामुळे, आणि बहुतेक अग्निशामक यंत्रांवर खराब थंड प्रभाव असतो, बॅटरीचे तापमान वेगवेगळ्या अग्निशामक साधनांसाठी जवळजवळ उभ्या ऊर्ध्वगामी प्रवृत्ती दर्शवते. थोड्याच कालावधीत, बॅटरीचे तापमान त्याच्या शिखरावर वाढते.

या टप्प्यात, बॅटरीच्या तापमानात वाढ रोखण्यासाठी वेगवेगळ्या अग्निशामक साधनांच्या प्रभावीतेमध्ये लक्षणीय फरक आहे. उतरत्या क्रमाने परिणामकारकता म्हणजे पाणी > परफ्लुरोहेक्सेन > HFC-227ea > ABC ड्राय पावडर > CO2. जेव्हा बॅटरीचे तापमान हळूहळू वाढते, तेव्हा ते बॅटरी आगीच्या चेतावणीसाठी अधिक प्रतिसाद वेळ आणि ऑपरेटरसाठी अधिक प्रतिक्रिया वेळ प्रदान करते.

निष्कर्ष

1. CO2: CO2 सारखे अग्निशामक, जे प्रामुख्याने गुदमरल्यासारखे आणि अलगाव द्वारे कार्य करतात, बॅटरीच्या आगीवर खराब प्रतिबंधात्मक प्रभाव पाडतात. या अभ्यासात, CO2 सह गंभीर पुनरुत्थान घटना घडली, ज्यामुळे ते लिथियम बॅटरीच्या आगीसाठी अयोग्य बनले.
2. ABC ड्राय पावडर / HFC-227ea: ABC ड्राय पावडर आणि HFC-227ea अग्निशामक, जे प्रामुख्याने अलगाव आणि रासायनिक दडपशाहीद्वारे कार्य करतात, काही प्रमाणात बॅटरीमधील साखळी प्रतिक्रियांना अंशतः प्रतिबंधित करू शकतात. त्यांचा CO2 पेक्षा किंचित चांगला प्रभाव आहे, परंतु त्यांच्यात शीतकरण प्रभाव नसल्यामुळे आणि बॅटरीमधील अंतर्गत प्रतिक्रिया पूर्णपणे अवरोधित करू शकत नसल्यामुळे, अग्निशामक सोडल्यानंतरही बॅटरीचे तापमान वेगाने वाढते.
3. Perfluorohexane: Perfluorohexane केवळ बॅटरीच्या अंतर्गत प्रतिक्रियांनाच रोखत नाही तर वाष्पीकरणाद्वारे उष्णता शोषूनही घेते. त्यामुळे, बॅटरीच्या आगीवर त्याचा प्रतिबंधात्मक प्रभाव इतर अग्निशामक साधनांपेक्षा लक्षणीय आहे.
4. पाणी: सर्व अग्निशामक साधनांपैकी, पाण्याचा सर्वात स्पष्ट अग्निशामक प्रभाव असतो. याचे मुख्य कारण म्हणजे पाण्याची विशिष्ट उष्णता क्षमता असते, ज्यामुळे ते मोठ्या प्रमाणात उष्णता वेगाने शोषून घेते. हे बॅटरीमधील प्रतिक्रिया न केलेले सक्रिय पदार्थ थंड करते, ज्यामुळे पुढील तापमान वाढ रोखते. तथापि, पाण्यामुळे बॅटरीचे लक्षणीय नुकसान होते आणि त्याचा इन्सुलेशन प्रभाव नसतो, म्हणून त्याचा वापर अत्यंत सावध असणे आवश्यक आहे.

आम्ही काय निवडावे?

आम्ही सध्या मार्केटमध्ये अनेक ऊर्जा स्टोरेज सिस्टम निर्मात्यांद्वारे वापरण्यात येणा-या अग्निसुरक्षा प्रणालीचे सर्वेक्षण केले आहे, जे प्रामुख्याने खालील अग्निशामक उपाय वापरतात:

• परफ्लुओरोहेक्सेन + पाणी
• एरोसोल + पाणी

असे पाहिले जाऊ शकतेसिनेर्जिस्टिक अग्निशामक एजंट लिथियम बॅटरी उत्पादकांसाठी मुख्य प्रवाहातील कल आहेत. Perfluorohexane + Water एक उदाहरण म्हणून घेतल्यास, Perfluorohexane उघड्या ज्वाला लवकर विझवू शकते, बॅटरीशी बारीक पाण्याच्या धुक्याचा संपर्क सुलभ करते, तर बारीक पाण्याचे धुके प्रभावीपणे थंड करू शकते. एकल अग्निशामक एजंट वापरण्यापेक्षा सहकारी ऑपरेशनमध्ये अधिक चांगले अग्निशामक आणि थंड प्रभाव आहेत. सध्या, EU च्या नवीन बॅटरी नियमनात उपलब्ध अग्निशामक एजंट्स समाविष्ट करण्यासाठी भविष्यातील बॅटरी लेबले आवश्यक आहेत. उत्पादकांनी त्यांची उत्पादने, स्थानिक नियम आणि परिणामकारकता यावर आधारित योग्य अग्निशामक एजंट निवडणे देखील आवश्यक आहे.