Original-URL des Artikels: http://www.golem.de/news/dreamliner-tesla-chef-haelt-akkus-der-boeing-787-fuer-konstruktionsfehler-1301-97266.html    Veröffentlicht: 30.01.2013 17:07

Dreamliner

Tesla-Chef hält Akkus der Boeing 787 für Konstruktionsfehler

Wegen Bränden in den Akkus des Dreamliner 787 darf Boeings neues Passagierflugzeug derzeit nicht starten. Elon Musk, Chef von Tesla Motors und SpaceX, hält einen prinzipiellen Konstruktionsfehler für die Ursache - die Akkus seiner Elektroautos sind nämlich anders aufgebaut.

Weltweit haben sich Flugsicherheitsbehörden nach einem Zwischenfall in Japan im Januar 2013 entschlossen, der Boeing 787 - Zusatzname Dreamliner - ein Startverbot zu erteilen. Am 16. Januar musste eine Maschine der Fluglinie ANA notlanden, weil einer der großen Lithium-Ionen-Akkus Feuer gefangen hatte, was schließlich auch zu Rauchentwicklung in der Passagierkabine führte. Es war nicht der erste Vorfall dieser Art, zuvor hatte ein Akku einer JAL-Maschine in Boston am Boden Feuer gefangen.

Luftfahrtexperten äußerten daraufhin grundsätzliche Kritik an der Verwendung dieses Akkutyps, der auch in vielen anderen Geräten wie Notebooks, Smartphones und Tablets zum Einsatz kommt. Dem Fachmedium Flightglobal sagte aber nun Elon Musk, Chef von Tesla Motors und dem Raumfahrtunternehmen SpaceX, dass das Problem nicht am Typ des Akkus, sondern an seiner Bauform liegen könnte.

"Unglücklicherweise ist die Architektur der Akkupacks, die an Boeing geliefert wurde, grundsätzlich unsicher", erklärte Musk, der mit SpaceX auch ein direkter Konkurrent von Boeing ist. Ein Akku der 787 besteht aus acht recht großen Zellen, während Musk in den Tesla-Fahrzeugen Tausende sehr kleine Zellen verwendet.

Dominoeffekt vor allem bei großen Zellen

Seiner Meinung nach sind die Risiken bei großen Zellen, die eng nebeneinander verbaut werden, größer als bei kleineren Energiespeichern. Wenn sich eine der Zellen überhitze, könne sie dabei viel Wärme über eine große Fläche an die benachbarten abgeben, was zu einem Dominoeffekt führte, so Musk. Dadurch könne der gesamte Akkupack dann Feuer fangen.

Auch die großen Zellen an sich sieht Musk als Problem an: "Es ist viel schwerer, eine gleichmäßige Temperatur in einer großen Zelle beizubehalten, weil die Entfernung von der Mitte der Zelle bis zu ihren Rändern größer ist, was das Risiko von Wärmebrücken erhöht." Unterstützung erhält Musk in dem Bericht von Flighglobal durch einen Professor des MIT. Donald Sadoway, der dort Elektrotechnik mit Schwerpunkt Materialchemie lehrt, sagte: "Ich hätte die gleichen Worte dafür benutzt".

Elektrik statt Hydraulik in der Boeing 787

Sadoway hatte auch in einem anderen Bericht, diesmal bei Forbes, vor kurzem darauf hingewiesen, dass die großen Zellen problematisch sind: Nur die an den Rändern der Akkupacks können gut gekühlt werden, eine im Inneren kann überhitzen, sich aufblähen und schließlich Feuer fangen. Er zeigte sich überrascht, dass Boeing offenbar keine aktive Kühlung für die Akkus vorgesehen hat.

Womöglich muss Boeing also nur die Bauform der Akkus verändern und von großen auf kleine Zellen umsteigen, um das Konzept des Dreamliners beizubehalten. Für die knapp 30 Kilogramm schweren Lithium-Ionen-Akkus hatte sich Boeing entschieden, weil der Dreamliner auf Gewicht optimiert wurde, um Treibstoff zu sparen.

Dreamliner voll auf Elektrik ausgelegt

Um dieses Ziel zu erreichen, wurde nicht nur ein Großteil des Flugzeugs aus Verbundwerkstoffen statt Metall konstruiert, auch viele Steuerungssysteme wurden von klassischer Hydraulik auf elektrischen Betrieb umgestellt. Die hydraulischen Systeme und deren Leitungen wiegen viel mehr als elektrische Komponenten. Die klassische Hilfsturbine im Heck eines Passagierflugzeugs, die man vor dem Start schon deutlich hören kann, erzeugt beim Dreamliner folglich keine Druckluft, sondern Strom.

Damit für die elektrischen Systeme aber stets genug Energie zur Verfügung steht - auch bei einem Ausfall der Hilfsturbine in der Luft -, musste Boeing Akkus mit hoher Kapazität verwenden. Gegenüber anderen in der Luftfahrt schon erprobten Nickel-Cadmium- und Blei-Säure-Zellen entschieden sich die Entwickler für Lithium-Ionen-Akkus, die gegenüber den anderen beiden Techniken eine höhere Energiedichte aufweisen. Die 787 wurde so auch das erste Verkehrsflugzeug, in dem Lithium-Ionen-Akkus für sicherheitsrelevante Systeme zugelassen wurden.

Ob das Konzept des Flugzeugs noch aufgeht, wenn statt dieser Akkus doch die schwereren Nickel-Cadmium-Zellen oder andere Stromspeicher verbaut werden müssen, ist noch nicht abzusehen. Ist ein Umstieg auf Hydraulik nötig, müsste der Dreamliner komplett überarbeitet werden, weil die nötigen Systeme und Leitungen dafür bisher nicht vorgesehen sind.  (nie)


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