I et samfunn med et rasktvoksende fokus på miljø og bærekraftighet, får energilagring i litiumion batterier stadig sterkere fotfeste.
Litium-ion batterier brukes blant annet i biler, båter, fly, mobiler, PCer og boliger. Vinneroppgaven belyser hvordan vi kan gjøre bruken avdenne typen batterier tryggere.
Vi gratulerer studentene Brede Alvseike Hallberg, Anders Haugerud og Eirik Bakke Høibjerg med en velfortjent seier!
Årets vinneroppgave belyser en problemstilling som dukker opp over alt. I takt med at stadig mer elektrifiseres, benyttes batterier i større mengder og på flere steder. Brannsikkerheten rundt batterier har skapt utfordringer for alt fra elektriske sparkesykler til passasjerfly. Løsningen er ikke å unngå batterier, for de trenger vi. Løsningen er å benytte batterier på en trygg måte.
Oppgaven «En eksperimentell studie om effektiviteten til ulike isolasjonsmaterialer for å forhindre propagering i litium-ion batterisystemer», tar for seg hvordan man kan unngå at thermal runaway i en enkelt battericelle, kan spre seg til flere celler og dermed komme ut av kontroll. Dette er en grunnleggende problemstilling som er relevant en rekke steder, men kanskje særlig viktig i maritim sektor, der personer og batterier er i samme båt. Norge er blant de fremste i verden innen denne type teknologi og må finne bærekraftige og trygge løsninger for den videre utviklingen.
Vi i Firesafe håper at oppgaven kan være et lite skritt på veien mot en bærekraftig fremtid og følger spent med på utviklingen innen dette området.
Sammendrag av oppgaven
En eksperimentell studie om effektiviteten til ulike isolasjonsmaterialer for å forhindre propagering i litium-ion batterisystemer.
Les hele oppgaven nederst i artikkelen
Utnyttelsen av litium-ion batterisystemer om bord på maritime fartøy, spesielt i Norge, har fått en kraftig utvikling de siste årene. Batterisystemer er generelt trygge, men konsekvensene blir ofte store ved uønskede hendelser, slik som thermal runaway. Følgelig øker sikkerhetsbehovet.
I batterisystemer ønskes det høy energitetthet, som fører til et kompakt system, og dette gjørdet utfordrende å komme til med automatiske slokkeanlegg. Når thermal runaway oppstår i enbattericelle vil nabocellen være eksponert for oppvarming, og dette kan føre til enkjedereaksjon. Fokuset beveger seg derfor over til å hindre propagering (brannsmitte), i stedetfor å slokke brannen. Isolasjonsmaterialer er et effektivt brannsikringstiltak på dette området.
Formålet med denne oppgaven er å teste materialers egnethet for å hindre propagering ibatterisystemer. Materialene som testes er Dalfratherm-1200 ULS, Aeroguard Ultra ogPromaseal-PL. Disse testes med hensyn på termiske egenskaper, vekt og tykkelse. Beregninger og eksperimentelle forsøk blir utført for å finne et svar på dette. Forsøkene består av to battericeller som er plassert på hver sin side av isolasjonsmaterialet, hvor ett av dem blir antent.
Gjennom visuelle observasjoner og eksperimentell data er det mulig å finne ut omisolasjonsmaterialene tilstrekkelig reduserer varmeledningen gjennom materialet, slik atpropagering forhindres.
Det ble utført seks forsøk med materialer, og i samtlige forsøk oppstod propagering. De trematerialene motstod propagering i den perioden hvor antent battericelle brant, men dengjenværende energien i cellen etter brannforløpet fortsatte å lede varme gjennom materialene.
Dette førte til propagering etter varierende tid. Dalfratherm og Promaseal motstod propagering i ca. 2 minutter, mens Aeroguard hindret propagering i ca. 5 minutter. Aeroguarder i tillegg et lett og særdeles tynt materiale. Følgelig konkluderes det med at Aeroguard er det best egnede materialet testet i denne oppgaven.
Det anses som viktig å implementere temperaturreduserende tiltak for å senke varmeledningen gjennom materialene i perioden etter utbrent battericelle. Ved å kombinere bruk av isolasjonsmaterialer mellom battericellene sammen med aktive temperaturreduserende tiltak, vil det på en god måte sikre batterisystemene om bord på fartøy.
Prisen ble delt ut av Geir Sandal, Firesafes avdeling Brannteknisk rådgivning Haugesund, på avgangsseremonien for studentene i juni 2024.
Firesafe har siden 2013 årlig delt ut pris til beste Bacheloroppgave Brann ved Høgskolen Vestlandet (HVL). HVL har Norges eneste Branningeniørutdanning.
Stor takk til Firesafes medarbeidere Håkon Winterseth, Stein Kyrre Kvinge, Geir Sandal og Rune Duesund for innsatsen som gjør at Firesafe kan dele ut denne prisen!