Materialforschung Akkus: Gefahr im Handgepäck

Brandgefahr: Experten warnen vor überhitzten Akkus von Computern und Smartphones an Board.

(Foto: Jack Catalano/unsplash)
  • Batterien sind gefährlich, weil sie sehr viel Energie in sehr kleinen Raum verpacken.
  • Im Normalbetrieb geben die Akkus ihre Energie dosiert ab, die Elektronen fließen kontrolliert. Wird die Batterie aber zu sehr strapaziert, gequetscht oder zerstört, kann der Kreislauf außer Kontrolle geraten.
  • Etwa drei Mal im Monat verzeichnen allein die amerikanischen Behörden derzeit einen Zwischenfall, bei dem ein elektronisches Gerät im Flugverkehr überhitzt, raucht, explodiert oder Feuer fängt.
Von Christoph von Eichhorn

Zum Beispiel Flug 2981, von Seattle nach Salt Lake City. Da sprühte ein iPhone plötzlich Funken in der Kabine. Oder Flug 90, von Newark nach Tel Aviv, als ein iPad sich zwischen zwei Sitzen verkeilte, sehr schnell sehr heiß wurde und zu qualmen anfing. Oder ein Flug von Houston nach Havanna im März: Da explodierte in einem Rucksack ein Powerpack, eine Ersatzbatterie für Elektronik, und es kam zu einem kleinen Brand an Bord.

Die Fälle hat die amerikanische Flugbehörde FAA zusammengetragen, sie stammen alle aus dem laufenden Jahr. Die drei Unfälle gingen glimpflich aus, doch die Liste solcher Vorfälle wird schnell länger. Etwa drei Mal im Monat verzeichnen allein die amerikanischen Behörden derzeit einen Zwischenfall, bei dem ein elektronisches Gerät im Flugverkehr überhitzt, raucht, explodiert oder Feuer fängt. In Deutschland zählte das Luftfahrtbundesamt 2017 drei solche Überhitzungen.

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Praktisch immer ist die darin verbaute Lithium-Ionen-Batterie der Auslöser, also die Energiequelle des Geräts. Die Batterien sind deshalb so gefährlich, weil sie sehr viel Energie in sehr kleinen Raum verpacken. Im Normalbetrieb geben die Akkus ihre Energie dosiert ab, die Elektronen fließen kontrolliert von der Anode zur Kathode der Zelle, um das Gadget mit Strom zu versorgen. Wird die Batterie aber zu sehr strapaziert, gequetscht oder zerstört, kann der Kreislauf außer Kontrolle geraten.

"Das Überhitzen kann unterschiedliche Ursachen haben, zum Beispiel, wenn man aus Versehen auf das Gerät tritt", sagt der Elektrochemiker Falko Schappacher vom Batterieforschungszentrum MEET der Universität Münster. Bringt die Deformation die beiden Elektroden miteinander in Kontakt, könne das einen Kurzschluss auslösen. "Dann fließt plötzlich ein sehr großer Strom, der hohe Temperaturen bewirkt", sagt Schappacher. Eine Folge kann das gefürchtete "thermische Durchgehen" sein: Die Erwärmung beschleunigt chemische Reaktionen in der Zelle, was wiederum die Temperatur in die Höhe treibt. Dieser sich selbst verstärkende Prozess kann den Akku in Millisekunden in Brand setzen oder gar explodieren lassen, wenn die Batterie zusätzlich Wasserstoffgas freisetzt.

Besonders gefährlich ist es, wenn der Akku eines Gerätes im Frachtraum explodiert

So ein Risiko besteht natürlich auch am Boden, potenziert sich jedoch zur Gefahr für viele, wenn der Brand in 10 000 Meter Höhe ausbricht. Dabei sind Zwischenfälle in der Passagierkabine sogar noch das geringere Übel - dort lässt sich das außer Kontrolle geratene Gerät erfahrungsgemäß entdecken und notdürftig kühlen. Weit gefährlicher sei nach Ansicht von Experten ein Batteriebrand im Gepäckraum des Flugzeugs.

Bei Flugsicherheitsexperten steht das Thema derzeit weit oben auf der Agenda, seit Tests der FAA zu beunruhigenden Ergebnissen kamen. Die Flugsicherheitswächter hatten gezielt Laptops überhitzt, um einen Brand in einem Gepäckraum zu simulieren. In den meisten Fällen konnte das automatische Löschsystem das Feuer mit Halon ersticken. Kritisch wurde es aber, als die Tester den Laptop neben einem Druckbehälter platzierten, vergleichbar mit einem Deospray. 40 Sekunden nach dem thermischen Overkill der Batterie "trat ein schnell wachsendes Feuer auf, und die Dose explodierte", heißt es in einem Bericht dazu. Die Löschanlage war dann nicht mehr in der Lage, das Feuer schnell genug zu ersticken und es an der Ausbreitung zu hindern.

"Das könnte dann ein Problem verursachen, welches das Flugzeug gefährdet", sagte der Sicherheitsexperte Duane Pfund von der US-Materialaufsicht PHMSA kürzlich auf einer Konferenz amerikanischer Piloten. Ein Laptop könnte also, falls er zu nah an Kosmetikprodukten gepackt ist und seine Batterie zu sehr belastet wird, einen Passagierjet zum Absturz bringen. Die PHMSA warnt zudem davor, dass Batterien häufig ohne Gefahrgutkennzeichnung auf Passagierflügen als kommerzielle Fracht transportiert würden.