Ein Thermal Runaway (thermisches Durchgehen) bezeichnet einen Prozess, bei dem ein System aufgrund von Hitzeentwicklung außer Kontrolle gerät. Dieser Begriff wird oft im Zusammenhang mit chemischen Reaktionen, elektronischen Geräten oder Batterien verwendet. Das Grundprinzip ist, dass eine Temperaturerhöhung eine Reaktion oder einen Prozess beschleunigt, wodurch noch mehr Wärme entsteht. Diese positive Rückkopplung kann zu einer raschen Eskalation der Temperatur führen, bis das System zerstört wird.
Beispiele für Thermal Runaway:
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Lithium-Ionen-Batterien:
- In Batterien kann es durch einen Kurzschluss, Überladung oder Beschädigung zu einer Erwärmung kommen. Diese Wärme kann den Elektrolyten entzünden, was zu einer Kettenreaktion führt, bei der die Batterie vollständig abbrennt oder explodiert.
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Chemische Reaktionen:
- In der chemischen Industrie kann bei exothermen Reaktionen (Reaktionen, die Wärme freisetzen) ein unzureichendes Kühlsystem dazu führen, dass die Reaktion außer Kontrolle gerät, was möglicherweise zu einer Explosion führt.
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Elektronische Bauteile:
- In Halbleitern kann eine Überhitzung durch hohe Stromstärken die Widerstandsfähigkeit des Materials verringern, was wiederum zu einem höheren Stromfluss und weiterer Wärmeentwicklung führt.
Konsequenzen eines Thermal Runaway:
- Zerstörung von Bauteilen oder Geräten
- Brand- oder Explosionsgefahr
- Gefährdung von Mensch und Umwelt
Maßnahmen zur Vermeidung eines Thermal Runaway:
- Überwachung und Steuerung der Temperatur
- Sicherheitsmechanismen wie Abschaltung bei Überhitzung
- Verbesserte Kühlungssysteme
- Einsatz von Materialien mit höherer thermischer Stabilität
Thermal Runaway ist besonders in sicherheitskritischen Bereichen ein wichtiges Thema, das sorgfältiges Design und Überwachung erfordert.
