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Umweltfreundliche intumeszente Beschichtung bietet fortschrittlichen Brandschutz für Stahl und Batterien
Eine neue biomassebasierte intumeszente Beschichtung bietet multifunktionalen Brandschutz, reduziert die Wärmefreisetzung und verhindert thermisches Durchgehen bei Lithium-Ionen-Batterien, während sie Stahlstrukturen unter extremen Temperaturen schützt.
Brandschutz ist entscheidend für Anwendungen wie Stahlstrukturen und Lithium-Ionen-Batterien (LIBs). Eine aktuelle Studie präsentiert eine biomassebasierte intumeszente Beschichtung, die durch ihre multifunktionalen Eigenschaften wie Flammschutz, Rauchunterdrückung, Verschleißfestigkeit und Hydrophobie vielfältige Brandschutzanforderungen erfüllt.
Die Beschichtung zeigte außergewöhnliche Leistungen bei Brandtests. Bei Anwendung einer 1,5 mm dicken Schicht auf Stahl blieb die Rückseitentemperatur unter 150 °C während eines 20-minütigen Butangasbrenner-Tests, obwohl die Oberfläche Temperaturen von über 1.100 °C ausgesetzt war. Dies liegt deutlich unter der Schadensgrenze für Stahlstrukturen. Zusätzlich ergaben Kalorimetertests eine Reduktion des Spitzenwärmefreisetzungswerts (pHRR) um 89,9 % und der gesamten Wärmefreisetzung (THR) um 87,4 % im Vergleich zu Kontrollbeschichtungen.
Veranstaltungstipp: EC Conference Frontiers in Fire Protective Coatings
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Verhinderung von thermischem Durchgehen bei Batterien
Die Beschichtung zeigte zudem hervorragende Leistungen beim Schutz von Lithium-Ionen-Batterien. Sie hemmte die Wärmeübertragung zwischen den Zellen und hielt die Rückseitentemperatur unter 88,2 °C, mit einer Oberflächenheizrate von nur 0,072 °C/s. Dies verzögerte die Ausbreitung des thermischen Durchgehens und erhöhte die Batteriesicherheit unter extremen Bedingungen.
Mechanistische Analysen zeigten, dass die Komponenten der Beschichtung während der Verbrennung schnell reagieren und eine robuste intumeszente Kohleschicht bilden, die als effektive thermische Barriere fungiert. Diese Studie unterstreicht das Potenzial grüner, multifunktionaler intumeszenter Beschichtungen zur Förderung der thermischen Sicherheit von Stahlstrukturen und Energiesystemen.
Quelle: Xiao, F. et al., A versatile eco-friendly intumescent coating imparts excellent fire protective performance for steel structures and batteries. Progress in Organic Coatings, 109850 (2025).
