Reklama

8. 6. 2020  |  Publicistika  |  Autor: Pavel Mohrmann

Lithium-iontové baterie: Dobrý sluha, ale špatný pán

Letošní Nobelovu cenu za chemii získali John Goodenough, Stanley Whittingham a Japonec Akira Jošino za vývoj lithium-iontových baterií, které se v současné době využívají po celém světě k napájení přenosných elektronických zařízení a elektromobilů.

Přínos všech tří špičkových vědců je bezesporu obrovský a zcela jistě má budoucnost. O tom, že každá mince má dvě strany - zatím - jsme pohovořili s jednatelem neziskové organizace Ecobat, Petrem Kratochvílem.

V poslední době se množí zprávy o tom, že tu a tam hoří sklad vysloužilých baterií, zpracovatelský závod, nebo že někomu zahořel byt po vznícení starého mobilního telefonu. Jakou roli v těchto případech hrají lithium-iontové baterie?

Podstatnou. Environmentalisté byli nespokojeni s bateriemi, které obsahovaly těžké kovy. Hledala se náhrada, která se v podobě lithium-iontových baterií našla. Po stránce elektrotechnické je to obrovský krok vpřed. Baterie může být lehká, malá, články mohou dávat vyšší napětí, více energie a výrobek má i další výhody. Zapomnělo se ale na to, že samotné lithium je velice reaktivní, výbušný a hořlavý
kov. Kromě samotného lithia se do baterií přidávají i různá organická rozpouštědla a látky, které mají poměrně nízkou teplotu vzplanutí. Třeba i pod 30 stupňů. Tak jak se může pokazit každý výrobek, může se pokazit i lithiová baterie.

Důvody mohou být různé. Často se stává, že dochází k přebití, nebo k mechanickému poškození. Pak selže ochranný systém výrobku a problém je na světě. Hlavním důvodem k vzplanutí či výbuchu je přítomnost vzduchu. Jakmile se do baterie dostane vzduch, nastává velmi rychlá reakce. A protože lithium-iontové baterie se dostávají na trh už nějaký čas, velmi rychle jich přibývá a tím přibývá i požárů a mimořádných situací. V celé Evropě začínáme evidovat relativně velké množství požárů v lokalitách, kde se s těmito bateriemi nějakým způsobem nakládá.

Problémy s tímto výrobkem jsou tedy především po „dožití“?

Většinou ano. Ale začínají se množit i případy, kdy baterie zahoří i během využívání. Podle mě jsou tyto baterie nebezpečné po celou dobu jejich životního cyklu. Letos na
Slovensku vyhořel dům proto, že v garáži se nabíjelo dětské autíčko na elektrický pohon. Největší problém je ale samozřejmě po dožití baterie, ve chvíli, kdy se z ní stává odpad.

V této fázi životního cyklu je velmi obtížné zajistit bezpečné nakládání. Musí se vyjmout z výrobku, musí se s ní nějak nakládat. Používají se na to různé technologie. Od bezproblémového vyjmutí rukou, přes páčení šroubovákem až k ranám kladiva. Na konci životního cyklu jsou prostě podmínky pro bezpečné nakládání s bateriemi nejhorší a je to tedy nejnebezpečnější.

Průmysl zřejmě využívá jiné baterie, než jsme zvyklí z domácností. Je tam podobný problém?

Samozřejmě. Hodně výrobních a montážních firem využívá velké množství baterií, které jsou poskládané z lithiových článků. I v robotech napájených klasicky ze sítě jsou záložní lithiové baterie. Ecobat se začíná intenzivně věnovat i sběru tzv. průmyslových baterií, kam patří i lithiové baterie pro pohon elektromobilů, elektrokol, elektrokoloběžek a podobně.

V Ostravě ale vyrostla továrna dokonce na výrobu startovacích autobaterií s lithiovými články, které mají nahradit olověné akumulátory. Ta již ve zkušebním provozu vyrábí a výhledově jich vyrobí stovky tisíc ročně. Bude nutné realizovat zpracovatelské kapacity na tento typ baterií, protože ty klasické olověné autobaterie umíme velmi bezpečně zpracovávat v Příbrami, ale nový druh baterií ne.

Už nyní, při zkušebním provozu, má továrna velké množství zmetků při výrobě a ty plní sklady a zatím se přesně neví, co s tím. Pokud bude produkce továrny třeba půl milionu autobaterií ročně a zmetkovost při výrobě okolo 1 %, je to 5 tisíc vyřazených baterií ročně. To je významné číslo a tyto baterie je třeba bezpečně zlikvidovat.

Dalším problémem je podskupina lithium polymerových baterií a článků, které nemají pevný obal a články mají formu měkkých hliníkových sáčků. Riziko mechanického poškození se mnohonásobně zvyšuje při manipulaci. Ve starší elektronice byla baterie v pevném plastovém krunýři, nyní má měkký hliníkový obal. Dnes je to měkký polštářek. Neustále skloňovaný ekodesign v tomto případě absolutně chybí.

Začínají se množit zprávy o požárech elektromobilů. V Holandsku, Rakousku i v jiných zemích. Nemusíme ale chodit za hranice. V Ostravě v létě shořelo pět elektrobusů. Jeden byl nabíjen, zbylé čtyři stály vedle. Pravděpodobný zkrat způsobil požár na nabíjeném autobusu a zbylé čtyři vzplanuly s ním. Nyní se neví, jak s těmi ohořelými bateriemi bezpečně naložit. Odpadářské firmy mají obavy, protože zatím není jasné, jak správně a bezpečně v takové situaci postupovat.

Myslíte si, že pod tíhou těchto faktů by mohl být ohrožen i razantní nástup elektomobility?

Myslím, že ano. A to z různých důvodů. Hasiči by se při plánování staveb ve fázi projektu měli vyjadřovat k záměrům stavitele. Mají různé normy, zóny, navrhují protipožární opatření. V případě elektromobility ale zatím není dost zkušeností. Zatím neexistují žádné normy pro tyto případy. Proto u nás běžně vznikají nabíjecí stanice v podzemních garážích nákupních center a to je dle mého celkem nebezpečná záležitost.

V případě vzplanutí elektromobilu zatím nemáme úplně jasno, jak postupovat při likvidaci požáru. Při generálním ředitelství hasičů vznikla skupina expertů, která má za úkol dát dohromady normy, řadu věcí otestovat, vyzkoušet, aby i hasiči věděli, co v danou chvíli dělat. Takže ano, nebezpečnost lithium-iontových baterií nástup elektromobility může ohrozit. Určitě bych varoval města a obce před systémy sdílených elektrokol.

Máme informace, že se se sdílenými e-biky a e-koloběžkami nakládá nevhodně a již nyní mám zprávy od provozovatelů těchto mobilních systémů o požárech baterií. Není se čemu divit. Sdílená e-kola a e-koloběžky nejsou majetkem uživatele a tak je možné vidět některé tyto stroje v rybníce, v řece, různě pohozené po ulicích... Takové nakládání je pro lithiové baterie velmi rizikové. Můj osobní názor je, že sdílená elektromobilita, e-koloběžky, e-kola, je opravdu nebezpečná.

Dá se nějak to nebezpečí zmírnit, nebo odstranit?

Společně s hasiči jsme si vědomi toho, že spoustu věcí o lithiových bateriích nevíme a že tento fakt musíme co nejrychleji změnit. Musí proběhnout výzkum chování této baterie, a to co nejdříve. Máme různé teorie, proč dochází k požárům, ale jsou to zatím naše teorie, které mají mezery. Zatím víme, že zahoření způsobuje zkrat na kontaktech a mechanické poškození. Domníváme se ale, že i při nabíjení nebo skladování vzniká plyn, který může zahořet, byť má malou koncentraci. Máme před sebou dost práce.

Foto: Ecobat

© Průmyslová ekologie, s.r o. Autorská práva jsou vyhrazena a vykonává je vydavatel

ZPĚT NA SEZNAM

PARTNEŘI

ISSN 2570-9372