Một bằng sáng chế do Ford nộp cho Văn phòng Bằng sáng chế và Thương hiệu Hoa Kỳ. Bằng sáng chế đã mô tả chi tiết một phương tiện ngăn chặn các loại khí nguy hiểm thoát ra khỏi bộ pin của xe ô tô điện.
Giống như bộ chuyển đổi xúc tác giúp lọc lượng khí thải tồi tệ nhất từ hệ thống xả, bằng sáng chế mô tả một lỗ thông hơi cho bộ pin trong đó chất xúc tác có thể thúc đẩy quá trình phân hủy carbon monoxide, hydro và hydrocarbon.
Bằng sáng chế lưu ý rằng các tế bào pin lithium-ion “được biết là sẽ trải qua các biến đổi khi chịu các điều kiện căng thẳng”. Kết quả là, thiết bị phân tách dựa trên polyolefin thường được sử dụng bắt đầu tan chảy, bắt đầu các phản ứng hóa học tỏa nhiệt giữa các điện cực và chất điện phân bắt đầu tạo ra khí, làm tăng áp suất trong bộ pin xe ô tô điện và do đó, làm tăng nhiệt độ trong bộ pin.
Nhiệt độ tăng cao này làm tăng tốc độ phản ứng hóa học và đó là cách bắt đầu sự thoát nhiệt, có khả năng tạo ra ngọn lửa không thể kiểm soát ở xe điện.
Bằng sáng chế mô tả những tình trạng căng thẳng này là do "một hoặc nhiều tế bào pin không thể phục hồi được so với hoạt động được thiết kế hoặc tiếp xúc với nhiệt độ cao". Yếu tố tạo nên nhiệt độ cao phụ thuộc rất lớn vào vật liệu được sử dụng để chế tạo từng bộ phận, nhưng Ford đặc biệt tập trung vào điều gì sẽ xảy ra khi đạt hoặc vượt quá điểm nóng chảy của bộ phân tách trong pin. Khi đó chiếc xe ô tô điện xảy ra cháy nổ và thiêu rụi hoàn toàn.
Ford hình dung sẽ cung cấp cho bộ pin xe điện một cổng thông hơi để chứa chất xúc tác. Chất xúc tác này sẽ được cấu hình để hoạt động khi nhiệt độ lên tới khoảng 100 độ C (212 độ F). Khi điều đó xảy ra, vật liệu trong chất xúc tác sẽ giúp phân hủy các khí nói trên thành carbon dioxide và nước.
Thử nghiệm trong phòng thí nghiệm sử dụng quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier cho thấy chất xúc tác giúp các phản ứng này xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn nhiều và 100% carbon monoxide, hydro và 50% polyetylen có thể được chuyển đổi thành carbon dioxide và nước ở 212 độ F, khi chất xúc tác hoạt động các hạt paladi trên hỗn hợp oxit xeri và oxit zirconi. Ở nhiệt độ gấp đôi, chất xúc tác có thể chuyển đổi toàn bộ polyetylen.
Bằng sáng chế lưu ý rằng palladium và các vật liệu khác trong phát minh của họ rất đắt tiền nhưng những vật liệu thay thế rẻ hơn, chẳng hạn như đồng, cũng có thể thực hiện được công việc này. Tuy nhiên, chất xúc tác gốc đồng cần nhiều nhiệt hơn 50% (khoảng 302° F) để chuyển đổi carbon monoxide và hydro gấp ba (572° F) để chuyển đổi chỉ 70% polyetylen so với chất xúc tác gốc palladium ở 212° F.
Sự đổi mới này có thể không phải là bằng sáng chế thú vị nhất của Ford, nhưng nó thể hiện cam kết trong việc tăng cường hiệu quả và độ an toàn cho các loại xe ô tô điện của mình. Càng đạt được nhiều tiến bộ trong các lĩnh vực này thì xe điện ngày sẽ càng rẻ hơn và tốt hơn.
