آتش‌سوزی مرگبار خودروهای خودران Waymo در لس‌آنجلس: راز خاکستر شدن کامل آن‌ها فاش شد! (پاسخ‌هایی تکان‌دهنده)
آیا تا به حال شاهد سوختن خودرویی بوده‌اید که انگار در حال بخار شدن است و آسفالت خیابان زیر آن ذوب می‌شود؟ این اتفاق تلخ یکشنبه‌ای در لس‌آنجلس رخ داد، جایی که معترضان دست‌کم پنج تاکسی رباتیک جگوار I-Pace با برند Waymo را به آتش کشیدند. وقتی دودها کنار رفتند، تقریباً تمام بدنه خودروها – سقف، درها، کاپوت، صندوق و پانل‌های بدنه – از بین رفته بودند و فقط رینگ‌های چرخ و رگه‌هایی از آلومینیوم باقی مانده بود.
اما چه عاملی باعث شد این آتش‌سوزی‌ها تا این حد ویرانگر باشند؟ پاسخ در باتری این خودروها نهفته است.
“فرار حرارتی”: قاتل خاموش باتری‌های Waymo
در جریان اعتراضات اخیر در لس‌آنجلس، آتش‌سوزی‌ها باعث ایجاد پدیده‌ای به نام “فرار حرارتی” در بسته‌های باتری لیتیوم-یونی تاکسی‌های رباتیک Waymo شد. این پدیده دمای باتری‌ها را به بالای ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد رساند، بیشتر قسمت‌های خودرو را بخار کرد و گاز سمی و سوزاننده هیدروژن فلوراید را در هوا پخش کرد.
هر I-Pace می‌تواند حدود ۹۰ کیلووات ساعت انرژی شیمیایی ذخیره شده را حمل کند، که تقریباً معادل ۷۷ کیلوگرم TNT است. این انرژی در صدها سلول لیتیوم-یونی کیسه‌ای توزیع شده است که در الکترولیت قابل اشتعال مهر و موم شده و توسط لایه‌های پلیمری به نازکی پلاستیک کیسه میان‌وعده از هم جدا شده‌اند. وقتی هر یک از این سلول‌ها سوراخ یا بیش از حد گرم شوند – یا با یک وسیله آتش‌زا به آتش کشیده شوند – واکنش‌های شیمیایی گرمای بیشتری نسبت به آنچه سلول می‌تواند دفع کند، تولید می‌کنند و سلول‌های مجاور نیز در یک واکنش زنجیره‌ای از این اتفاق پیروی می‌کنند. این حلقه بازخورد مثبت “فرار حرارتی” نامیده می‌شود. طبق مطالعه‌ای در سال ۲۰۲۴ در مجله Journal of Power Sources، با سوختن باتری، دمای آن می‌تواند از ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد فراتر رود.
در این دما، بسته باتری به کوره خود تبدیل می‌شود. قسمت‌های آلومینیومی کف خودرو تسلیم شده و در حدود ۶۶۰ درجه سانتیگراد ذوب می‌شوند و قسمت زیرین خودرو را نیز با خود می‌برند. قطعات منیزیمی – قاب‌های پایه صندلی، براکتی که ستون فرمان را نگه می‌دارد و تیر عرضی خودرو که در پشت داشبورد قرار دارد – سفید روشن شعله‌ور می‌شوند. لکه‌های منیزیم می‌توانند آتش گرفته و به شدت بسوزند. پلاستیک‌ها به صورت بخار ناپدید می‌شوند، چرخ‌ها لاستیک خود را از دست می‌دهند و حتی دکل لیدار روی سقف به سرعت شبیه یک مارشمالو بیش از حد پخته شده می‌شود. یک مطالعه در سال ۲۰۲۵ در Fire Technology و یک مطالعه در سال ۲۰۲۳ در Applied Energy اشاره کردند که قرار دادن باتری روی کف – که گاهی اوقات به آن “معماری اسکیت‌بردی” گفته می‌شود – کف را به داغ‌ترین منطقه تبدیل می‌کند. بنابراین، شعله‌ها به سمت بالا و بیرون تابش می‌کنند و همه چیز را در بالا می‌پزند.
گاز سمی هیدروژن فلوراید: تهدیدی برای سلامتی معترضان و آتش‌نشانان
در تمام این مدت، سلول‌های باتری هیدروژن فلوراید را آزاد می‌کنند، یک گاز سمی و سوزاننده ریه که در آزمایش‌های آزمایشگاهی سوزاندن بسته‌های لیتیومی تجاری مستند شده است. در میان صحنه‌های ناراحت‌کننده از اعتراضات اخیر لس‌آنجلس، که به دلیل یورش‌های فدرال به مهاجران غیرقانونی رخ داد، صحنه‌هایی وجود دارد که در آن معترضان در اطراف Waymoهای شعله‌ور ایستاده‌اند. از نظر تاریخی، امدادگران اولیه بدون محافظ هوا در هنگام رسیدن به صحنه‌های آتش‌سوزی باتری‌های لیتیوم-یونی دچار سوختگی گلو و مشکلات تنفسی شده‌اند. بسته به میزان هیدروژن فلوراید، فرد در معرض آن می‌تواند در عرض چند دقیقه شروع به سرفه خونی کند. در حالی که استنشاق غلظت‌های بالاتر از تقریباً ۳۰ قسمت در میلیون (ppm) بلافاصله برای سلامتی خطرناک است، طبق اعلام مراکز کنترل و پیشگیری از بیماری ایالات متحده، ۵۰ ppm ممکن است هنگام استنشاق به مدت نیم ساعت تا یک ساعت کشنده باشد. آژانس حفاظت از محیط زیست تخمین می‌زند که قرار گرفتن در معرض ۱۷۰ ppm به مدت ۱۰ دقیقه می‌تواند کشنده باشد. اندازه‌گیری‌های انجام شده در نزدیکی آتش‌سوزی‌های خودروهای برقی (EV) اوج‌های ۱۵۰ تا ۴۵۰ ppm را نشان می‌دهد، در حالی که سطوح در طول بیشتر آتش‌سوزی در حدود ۵۰ ppm در نوسان است.
آتش‌نشانان این آتش‌سوزی‌ها را “آتش‌سوزی جعبه باتری” می‌نامند و از آن‌ها متنفرند. فوم‌های مقاوم در برابر شعله کار کمی انجام می‌دهند و آتش‌نشانی‌ها اکنون لانس‌های آب پرفشار یا گودال‌های غوطه‌وری را ترجیح می‌دهند. خاموش کردن یک باتری که دچار فرار حرارتی شده معمولاً به معنای کاهش دما به زیر آستانه فرار حرارتی برای تک تک سلول‌های باتری است – کاری که، طبق مصاحبه‌ای در سال ۲۰۲۱ با تایر اسمیت از اداره آتش‌نشانی آستین، می‌تواند بین ۱۱۴۰۰۰ تا ۱۵۱۰۰۰ لیتر آب مصرف کند. این مقدار حداقل ۴۰ برابر بیشتر از مقدار آبی است که برای خاموش کردن آتش‌سوزی خودروی بنزینی مورد نیاز است. اگر خیلی آرام با شعله‌ها برخورد کنید، انرژی باقی‌مانده ساعت‌ها بعد دوباره مشتعل می‌شود – این نکته‌ای است که هیئت ایمنی حمل و نقل ملی در گزارش سال ۲۰۲۰ خود در مورد خطرات آتش‌نشانی خودروهای برقی به آن اشاره کرد.
تلاش خودروسازان برای مقابله با خطر آتش‌سوزی باتری
طراحان خودرو سعی کرده‌اند این خطر را برطرف کنند. نرم‌افزار دمای سلول را کنترل می‌کند و سرعت شارژ باتری‌ها را برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد کاهش می‌دهد. و اگر چیزی اشتباه به نظر برسد، به طور خودکار جریان را قطع می‌کند. با این حال، حتی بهترین کد هم نمی‌تواند شیمی را دوباره بنویسد: در سال ۲۰۲۳، جگوار بیش از ۶۴۰۰ خودروی I-Pace را پس از آتش‌سوزی حداقل دوازده دستگاه از آن‌ها به دلیل باتری‌های بیش از حد گرم شده – که احتمالاً به دلیل نقص‌های تولید در سلول‌های کیسه‌ای خود اتصال کوتاه کرده بودند – فراخواند. شش مورد از این آتش‌سوزی‌ها در حالی رخ داد که خودرو یا به برق وصل بود یا در عرض چند دقیقه پس از جدا شدن از برق. ناوگان Waymo به‌روزرسانی را برای تنظیم بهتر باتری‌ها دریافت کرد، اما وقتی کسی یکی از شیشه‌های خودرو را می‌شکند و فضای داخلی آن را با یک “شعله‌افکن دست‌ساز” روشن می‌کند، همانطور که لس‌آنجلس تایمز گزارش داد، نرم‌افزار نمی‌تواند کمک کند.
آیا یک ون Waymo هم می‌توانست به همین شدت بسوزد؟
تنها با تلاش زیاد. خودروهای هیبریدی کرایسلر پاسیفیکا اولیه این شرکت، که در سال ۲۰۲۳ از رده خارج شدند، یک دهم انرژی باتری خود را در یک پوسته فولادی ذخیره می‌کردند. فولاد شکل خود را در دمای بالاتر از ۱۳۰۰ درجه سانتیگراد حفظ می‌کند، بنابراین پس از یک آتش‌سوزی معمولی، هنوز می‌توانید لاشه خودرو را تشخیص دهید. برای جلوگیری از فرار حرارتی، تسلاها دارای باتری‌هایی هستند که از هزاران سلول استوانه‌ای کوچک تشکیل شده‌اند که در داخل یک سینی آلومینیومی با محافظ زیرین تیتانیومی و آتش‌شکن‌های داخلی قفل شده‌اند. و بیشتر برندهای باتری خودروهای برقی اکنون در جعبه‌های آلومینیومی یا فولادی مشابه قرار دارند – و به سمت شیمی‌های کمتر فرار حرکت می‌کنند.
نکته مهم این است که صحنه در لس‌آنجلس به هیچ وجه نشان نمی‌دهد که خودروهای برقی جعبه‌های آتش هستند. یک مطالعه در سال ۲۰۲۳ در فنلاند نشان داد که خودروهای برقی در هر کیلومتر کمتر از خودروهای بنزینی آتش می‌گیرند. اما وقتی یک خودروی برقی آتش می‌گیرد، فیزیک تغییر می‌کند. شما دیگر با یک گودال بنزین روی آسفالت نمی‌جنگید. شما در حال مبارزه با یک باتری اکسید فلزی متراکم از نظر انرژی هستید که مصمم است کاری را که شروع کرده به پایان برساند – و در چنین مواردی، یک کوکتل مولوتف می‌تواند یک تاکسی رباتیک شیک را به یک حوضچه آلیاژ مذاب تبدیل کند.
دنی الیس بکار، نویسنده، و دین ویسرر، ویراستار این مقاله هستند.
