Baterias de íons de lítio estão presentes em todos os cantos de nossas vidas, de telefones celulares e laptops a bicicletas elétricas e veículos elétricos. Essas baterias são populares por sua alta densidade de energia. No entanto, baterias de íons de lítio podem sofrer reações de perda de controle térmico se superaquecidas ou danificadas, levando a incêndios ou explosões. Somente em 2023, o departamento de bombeiros da cidade de Nova York recebeu 268 chamados de incêndios residenciais causados por baterias de bicicletas elétricas, resultando em 150 feridos e 18 mortes. Diante do crescente risco de incêndio, a equipe de pesquisa do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) está trabalhando no desenvolvimento de uma nova tecnologia que usa som para detectar incêndios em baterias de íons de lítio.
Pesquisadores do NIST descobriram que, antes que uma bateria de íons de lítio entre em combustão, ocorrem reações químicas internas que aumentam a pressão e fazem com que a carcaça da bateria se expanda. Muitas baterias de íons de lítio possuem válvulas de segurança que se rompem e liberam gás quando a pressão interna fica muito alta, emitindo um som sibilante semelhante ao de uma garrafa de refrigerante sendo aberta. Os pesquisadores observaram esse som ao assistir a vídeos de explosões de baterias e decidiram verificar sua viabilidade.
Para treinar um algoritmo de aprendizado de máquina para reconhecer esse som específico, os pesquisadores colaboraram com um laboratório da Universidade de Ciência e Tecnologia de Xi'an, registrando 38 amostras de áudio de baterias antes da explosão e ajustando sua velocidade e tom para gerar mais de 1000 amostras de áudio exclusivas. Após o treinamento, a taxa de reconhecimento do algoritmo atingiu 94%. Os pesquisadores conseguiram detectar o som das baterias superaquecidas usando microfones instalados em câmeras. Para verificar a eficácia do algoritmo, os pesquisadores também realizaram experimentos de interferência com vários ruídos, e os resultados mostraram que apenas um número muito pequeno de ruídos confundiu o detector.
Atualmente, a equipe de pesquisa apresentou seus resultados no Simpósio Ásia-Pacífico de Ciência e Tecnologia de Incêndio e solicitou uma patente. No futuro, eles planejam testar mais tipos de baterias e microfones para confirmar o tempo de aviso de ruptura da válvula de segurança, que geralmente é cerca de dois minutos antes da falha da bateria. Finalmente, espera-se que essa tecnologia se desenvolva em um novo tipo de detector de incêndio, instalado em casas, escritórios e até mesmo em depósitos com muitas baterias e estacionamentos de veículos elétricos, fornecendo um alerta antecipado de incêndio.
Destaques:
🔥 A equipe de pesquisa do NIST desenvolveu uma tecnologia de alerta antecipado de incêndio em baterias de íons de lítio baseada em som, usando um algoritmo de IA para reconhecer o som da ruptura da válvula de segurança.
🔊 O algoritmo treinado alcança uma taxa de reconhecimento de 94% e mantém uma detecção eficiente mesmo com vários ruídos.
⏳ O futuro detector de incêndio poderá fornecer um alerta antecipado de cerca de dois minutos, ajudando as pessoas a escapar a tempo.
