Fraunhofer-Studie untersucht brennende Akkus in Flugzeugen
Fraunhofer-Institute haben gemeinsam mit Airbus erstmals wissenschaftlich untersucht, wie sich Rauch und Feuer durch überhitzte Akkus in tragbaren elektronischen Geräten im Flugzeug auswirken. Die Ergebnisse bestätigen, dass die geltenden Sicherheitsgrenzen ausreichen und die Kabinenbelüftung Passagiere zuverlässig vor gefährlichen Schadstoffkonzentrationen schützt.
Bild: Fraunhofer IBP
Lithium-Ionen-Akkus in Laptops, Smartphones, Powerbanks und E-Zigaretten gelten als Sicherheitsrisiko im Flugverkehr, da beschädigte oder überhitzte Zellen in Flammen aufgehen oder explodieren können. Im Projekt LOKI-PED haben die Fraunhofer-Institute für Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-Institut, EMI, und für Bauphysik IBP gemeinsam mit Airbus erstmals die Folgen von Rauch und Feuer durch solche Geräte in Kabine und Cockpit systematisch untersucht. Gefördert wurde das Vorhaben von der Europäischen Agentur für Flugsicherheit EASA, die die Ergebnisse veröffentlicht hat.
Thermisches Durchgehen als zentrale Gefahr
Auslöser für das Projekt war die steigende Zahl von Zwischenfällen mit tragbaren elektronischen Geräten an Bord. Laut der amerikanischen Luftfahrtbehörde FAA kommt es etwa ein bis zwei Mal pro Woche zu Vorfällen, bei denen ein Akku im Flugzeug stark erhitzt, raucht oder brennt. Ursache ist meist ein internes thermisches Durchgehen: Ein Kurzschluss in der Zelle setzt die gesamte chemische Energie kurzzeitig frei, wodurch benachbarte Zellen in einer Kettenreaktion ebenfalls überhitzen. Für die Untersuchung nutzte das Team mehrere Prüfstände, darunter das Batterietestzentrum TEVLIB des Fraunhofer EMI, ein A320-Mock-up für Kabinenfeuertests sowie das Fluglabor des Fraunhofer IBP mit originalgetreuer Kabinenbelüftung. Zunächst provozierten die Forschenden gezielt ein thermisches Durchgehen in Akkus von Laptops, Tablets und Smartphones. Anschließend maßen sie freigesetztes Kohlendioxid sowie toxische Stoffe wie Kohlenmonoxid und Fluorwasserstoff und glichen die Werte mit einem Simulationsmodell der Kabine ab. Ergänzend testete das Team Sicherheitsausrüstung wie Feuerlöscher und Löschtaschen mit Besatzungsmitgliedern.
Kabinenbelüftung hält Schadstoffe unter kritischen Werten
Die Untersuchungen zeigen, dass die geltende Obergrenze von 100 Wattstunden für Akkus in tragbaren Geräten weiterhin ausreichend ist, auch wenn künftige Batterietechnologien dieser Grenze näherkommen könnten. Zudem verdünnt die Kabinenbelüftung austretende Schadstoffe so stark, dass bereits zwei Sitzreihen vom Brandherd entfernt keine gesundheitsschädlichen Grenzwerte mehr überschritten werden, wie Messungen an fünf Kabinenpositionen mit neun CO2-Sensoren belegten. Auch der Rauch löste sich in diesem Abstand deutlich auf. Alle getesteten Feuerlöscher unterdrückten die Flammen zuverlässig, während keine der geprüften Löschtaschen die Anforderungen an Rauch- und Flammendichtigkeit vollständig erfüllte. Aus den Tests leiteten die Forschenden Empfehlungen ab, etwa dass Taschen ohne zusätzliche Montageschritte sofort einsatzbereit sein sollten. Insgesamt bestätigen die Ergebnisse, dass Fliegen trotz der Risiken durch Akkubrände sicher ist, da das Kabinenpersonal gut geschult ist und Vorschriften greifen. Gleichzeitig zeigen sie Potenzial für optimierte Ausrüstung und schnelleres Eingreifen der Crew.