Cháy nhà máy pin ở Hàn Quốc: Thêm một lời cảnh báo về an toàn pin Lithium

Vụ cháy nhà máy sản xuất pin lithium Aricell ở thành phố Hwaseong. Ảnh: Korea Herald

Thiệt hại nghiêm trọng

Theo hãng tin Yonghap, đám cháy bắt đầu vào lúc 10 giờ 30 phút (giờ địa phương) sáng 24.6 một nhà máy sản xuất pin lithium Aricell ở thành phố Hwaseong, cách Seoul 45km về phía Nam. Khu vực cháy là một tòa nhà bê tông cốt thép 3 tầng với tổng diện tích sàn khoảng 2.300m2. Khi cháy có hơn 100 công nhân làm việc trong tòa nhà, 80 người đã kịp thoát thân.

Sau hơn 4 giờ cháy dữ dội, đến 3 giờ 10 phút chiều cùng ngày, lực lượng cứu hỏa địa phương đã kiểm soát được đám cháy và tiến vào nhà máy tìm thấy 20 thi thể (nằm trong 23 người mất tích nói trên, chưa xác định được danh tính). Hiện nguyên nhân vụ cháy chưa được làm rõ.

Ngay trong chiều 24.6, chính phủ Hàn Quốc đã triệu tập cuộc họp khẩn cấp của Trụ sở Phòng chống Thiên tai và An toàn Trung ương để thảo luận các biện pháp giảm thiểu thương vong do vụ hỏa hoạn. Tại cuộc họp, Bộ trưởng Bộ Nội vụ và An toàn Hàn Quốc Lee Sang-min yêu cầu tất cả các cơ quan chính phủ có liên quan và chính quyền địa phương huy động mọi nguồn lực và nhân lực sẵn có để tìm kiếm và giải cứu nạn nhân.

Aricell là một công ty con của S Connect, được thành lập vào tháng 5.2020, chuyên sản xuất pin lithium sơ cấp, đặc biệt dành cho đồng hồ thông minh. Bản thân S Connect được biết đến với việc sản xuất linh kiện cho điện thoại thông minh và các thiết bị điện tử khác.

Tại sao khó dập lửa khi cháy pin Lithium?

Các vụ tai nạn hỏa hoạn liên quan đến pin Lithium-ion, như vụ tại cơ sở của nhà sản xuất pin Aricell của Hàn Quốc, đặc biệt khó dập tắt do tính chất rất dễ cháy của pin và việc dập lửa bằng nước khiến tình hình trở nên trầm trọng hơn.

Lính cứu hỏa gặp nhiều khó khăn trong khống chế đám cháy. Ảnh: The Korea Herald

Cháy pin Lithium-ion thường bắt đầu do hiện tượng được gọi là thoát nhiệt. Điều này xảy ra khi các bộ phận bên trong của pin - cực dương, cực âm, dải phân cách và chất điện phân - gặp trục trặc. Nếu bộ phân tách giữ cực dương và cực âm bị hỏng, nó có thể gây đoản mạch, khiến pin quá nóng và bắt lửa.

Trong quá trình thoát nhiệt, pin có thể thải ra các loại khí độc hại như benzen và hydro florua và tạo ra hydro, một loại khí rất dễ cháy. Những loại khí thải này không chỉ làm ngọn lửa thêm mạnh mà còn gây ra rủi ro nghiêm trọng về sức khỏe cho lính cứu hỏa, làm phức tạp thêm nỗ lực chữa cháy. Nhiệt độ cao có thể khiến các bộ phận của pin bị hỏng thêm, giải phóng thêm các chất dễ cháy và độc hại.

Quá trình dập lửa do đó gặp rất nhiều khó khăn vì nước chỉ có thể được sử dụng nếu các tế bào pin được bịt kín trong vỏ của chúng. Nếu lithium bên trong bị lộ ra ngoài, việc tiếp xúc với nước thực sự có thể khiến ngọn lửa bùng lên nghiêm trọng hơn do chúng tạo ra khí hydro dễ cháy và khiến lithium phản ứng dữ dội. Điều này làm cho các kỹ thuật chữa cháy bằng nước truyền thống không hiệu quả và thường nguy hiểm.

Vì vậy, lực lượng cứu hỏa tại Aricell ban đầu tập trung vào việc ngăn chặn ngọn lửa lan sang các nhà máy gần đó. Họ phong tỏa tòa nhà nhằm ngăn chặn ngọn lửa lan sang các công trình lân cận trong khi phải chờ pin cháy hết.

Tuy nhiên, vào cuối buổi chiều ngày 24.6, lực lượng cứu hỏa phát hiện ra rằng pin sơ cấp trong nhà máy chỉ chứa một lượng nhỏ chất nổ lithium. Kết quả là họ đã sử dụng nước để dập tắt đám cháy như cách làm với bất kỳ đám cháy nào khác và đã thành công trong việc dập tắt hoàn toàn ngọn lửa.

“Pin tại nhà máy sử dụng vật liệu điện cực được ngâm trong dung dịch lithium và xếp lớp thành cấu trúc tương tự như giấy cuộn, thay vì bột lithium truyền thống. Na Yong-woon, nhà nghiên cứu tại Viện Nghiên cứu hỏa hoạn quốc gia Hàn Quốc, cho biết với khoảng 5kg lithium trong dung dịch so với 200kg nước, nguy cơ nổ là rất thấp.

Pin lithium – ưu điểm và nguy cơ

Trong những năm gần đây, nhu cầu sử dụng pin Lithium-ion đang bùng nổ do mật độ năng lượng cao, chi phí bảo trì thấp, sạc nhanh và lợi thế về tuổi thọ. Trong bối cảnh nhiều quốc gia đang chạy đua phát triển xe điện và năng lượng tái tạo nhằm hướng tới mục tiêu phát triển nền kinh tế xanh, cân bằng và bền vững hơn, nhu cầu về lithium – nguyên liệu được mệnh danh là “dầu trắng”- cũng tăng vọt.

Lithium là thành phần quan trọng nhất tạo nên các loại pin sạc. Nó không chỉ được tìm thấy bên trong các thiết bị điện tử như điện thoại thông minh, máy tính xách tay, đồ gia dụng, mà xe hơi, máy bay hay các thiết bị tinh vi trên tàu vũ trụ cũng sử dụng loại pin này. Các tập đoàn hàng không lớn cũng chú ý đến việc phát triển những máy bay điện thay vì dùng nhiên liệu lỏng như hiện nay. Chính vì vậy, ngành công nghiệp pin Lithium-ion đang ngày càng phát triển mạnh và được dự đoán có thể vượt mốc 92 tỷ USD trong năm nay.

Ngay từ năm 2016, Diễn đàn Kinh tế thế giới đã công bố rằng, pin sản xuất từ lithium sẽ là cốt lõi cho cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tư và chuyển đổi sang nền kinh tế xanh. Hiện nay, nhiều quốc gia xem loại pin này là một phần không thể thiếu trong thời đại công nghệ kỹ thuật số, đồng thời là “chìa khóa” mở ra tương lai không sử dụng nhiên liệu hóa thạch, góp phần giảm thiểu những tác động của biến đổi khí hậu toàn cầu.

Vụ xe Tesla tự bốc cháy ở Na Uy năm 2013. Ảnh: ITN

Nếu được bảo quản và vận hành trong điều kiện khuyến cáo của nhà sản xuất, tỷ lệ lỗi của pin Lithium-ion được ước tính là 1 trên 40 triệu. Tuy nhiên, trong thực tế các yếu tố như sạc quá mức, ảnh hưởng của nguồn nhiệt từ bên ngoài hoặc các tác động cơ học… (các yếu tố tác động gây cháy nổ) làm tăng đáng kể xác suất lỗi này. Mặc dù nhiều giải pháp an toàn khác nhau đã được tích hợp vào các pin Lithium thương mại, có rất nhiều sự cố cháy nổ đã xảy ra, chẳng hạn vụ cháy taxi điện tại Hàng Châu, Trung Quốc năm 2011; vụ tự bốc cháy của 6 xe ô tô điện Tesla năm 2013; ba vụ cháy Boeing 747 trong năm 2013 và 2014 và năm 2018 xảy ra vụ cháy tại hệ thống lưu trữ năng lượng 4MW/12MWh tại Hàn Quốc. Ban đầu 1 pin Lithium ion tự bốc cháy và lan ra hơn 3.500 pin khác. Đó là chưa kể vô vàn các vụ điện thoại thông minh và máy tính bảng, máy tính xách tay tự phát nổ.

Cần giải pháp an toàn cho pin Lithium

Với mức độ sử dụng các sản phẩm chứa pin lithium ngày càng phổ biến trên thế giới, cần có các giải pháp về phòng, chống cháy đổ đối với loại pin này. Như xem xét từ vụ cháy ở Hàn Quốc và các vụ cháy trước đó, đám cháy pin Lithium ion không phải là đám cháy điển hình vì ít nhất một phần của nó bao gồm các phản ứng trực tiếp giữa các thành phần của pin. Các phản ứng này không cần oxy bên ngoài và thường sản sinh ra các loại khí dễ gây cháy cũng như khí hóa học nguy hiểm cho lực lượng cứu hỏa.

Nghiên cứu về phương pháp chữa cháy đối với đám cháy pin Lithium ion vẫn cần phải có nghiên cứu sâu hơn. Đòi hỏi về việc phát hiện nhanh hơn và chính xác hơn các chất chữa thân thiện với môi trường và hiệu quả hơn đối với đám cháy pin Lithium ion. Các hệ thống chữa cháy tự động trong tương lai phải có khả năng dập tắt đám cháy khối pin lớn và có thể làm nguội khối pin nhanh chóng, giảm thiểu hư hỏng tối đa đối với pin ở khu vực khác.

Quỳnh Vũ (Theo Yonhap, The Korea Herald)