Dreamliner startete mit neuem Batteriesystem
Alter Wein in neuen Schläuchen: Das Batteriesystem des Boeing-Hoffnungsträgers Dreamliner ist im Prinzip gleich geblieben. Allerdings sind die brandgefährlichen Batterien jetzt sehr viel besser eingekapselt. Edelstahl soll Feuer und Rauch eindämmen. Ein erster Testflug verlief erfolgreich.
Nach Problemen mit den Lithium-Ionen-Batterien hat Boeing jetzt eine technische Lösung gefunden und hat den ersten Testflug mit dem Langstreckenflugzeug Dreamliner absolviert. Dieser Dreamliner der polnischen Fluggesellschaft LOT wurde im November 2012 nach der Landung in Waschung mit Wasser besprüht.
Foto: dpa/Tomasz Gzell
Bestanden! Soviel kann man zum ersten Testflug des Dreamliners mit dem neuen Batteriesystem sagen. Eine für Boeing dringend nötige positive Nachricht. Denn seit Mitte Januar mussten die neuen Langstreckenmaschinen des Unternehmens weltweit am Boden bleiben, weil die Energiespeicher gebrannt hatten.
Gestartet ist der Jet vom Werksgelände in Everett nahe Seattle. Zwei Stunden lang hielt die Crew die Maschine, ein Linienflugzeug der polnischen Fluggesellschaft LOT, in der Luft und testete das neue Batteriesystem. „Laut der Crew hat alles nach Plan funktioniert“, erklärte ein Firmensprecher, ohne auf Einzelheiten einzugehen. Denn nun geht es darum, die im Testflug gesammelten Daten auszuwerten. Direkt im Anschluss will Boeing mit dem Genehmigungsverfahren bei der US-Flugaufsicht FAA für seinen Pannenflieger beginnen, damit die acht Fluglinien, deren 50 Dreamliner derzeit nicht abheben dürfen, möglichst schnell wieder in den Regel-Luftfahrtbetrieb integrieren können.
Boeing bleibt bei der Lithium-Ionen-Technologie
Boeing hält an seinem Konzept fest, das Bordsystem mit Energie aus Lithium-Ionen-Batterien zu versorgen. Mit der Entscheidung für die leistungsstarke Lithium-Ionen-Technologie hat Boeing Neuland betreten. Das kraftstoffsparende elektrische System versorgt Bordsysteme, Bremsen, die Regulierung des Kabinendrucks und die neuartigen Heizdecken, die ein Vereisen der Tragflächen verhindern sollen, mit der notwendigen Energie. Lithium-Ionen-Akkus bestehen aus einer positiven und einer negativen Elektrode, die von einer Kunststoffschicht getrennt sind. Ionen wandern durch einen Elektrolyten, eine nicht-wässrige Flüssigkeit, zwischen den Elektroden hin- und her und sorgen so für Spannung.
Während die negative Elektrode üblicherweise aus Graphit besteht, werden für die positive unterschiedliche Materialien eingesetzt. Im Batteriesystem des Dreamliners ist es Lithium-Kobald-Dioxid, welches sehr schnell entflammbar ist. „Das hier verwendete Lithium-Kobald-Dioxid ist eines der gefährlichsten Elektroden-Materialien“, erklärt Thomas Berger vom Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT im baden-württembergischen Pfinztal. Aber gerade in Bereichen, wo es auf Gewichts- und Platzersparnis ankommt, ist das gefährliche Lithium-Kobald-Dioxid das Mittel der Wahl. Und dann kann es eben im Wortsinn brenzlig werden. Steigt die Temperatur über einen kritischen Punkt, zum Beispiel durch Überladung, kommt es im Akku zum unkontrollierten Ionenaustausch und reiner Sauerstoff wird freigesetzt. „Zusammen mit den organischen Stoffen im Elektrolyt ergibt sich eine brennbare Mischung“, erklärt Berger. Die sich selbst verstärkende chemische Reaktion führt dann zum Brand oder sogar zu einer Explosion.
Es geht um die Wirtschaftlichkeit in Zeiten stetig steigender Treibstoffpreise
Der amerikanische Boeing-Konzern hat sich entschieden, beim Dreamliner an diesem explosiven Batteriekonzept festzuhalten, trotz der Probleme mit den Batterien, die am 16. Januar dafür sorgten, dass ein Dreamliner in Japan notlanden musste, weil der Bordcomputer eine Rauchentwicklung an der Batterie unter dem Cockpit gemeldet hatte. Als Konsequenz wurde sämtlichen 50 Flugzeugen der Baureihe 787 die Starterlaubnis entzogen. Und diese 50 Dreamliner stehen bis zum heutigen Tage am Boden. Das kostet Geld, viel Geld. Der größte Dreamliner-Kunde Japan Airlines beziffert die durch das Flugverbot entstehenden Ausfälle auf umgerechnet 28 Millionen Euro, hochgerechnet am Linienflugplan bis zum Mai.
Der Dreamliner ist das modernste Passagierflugzeug am Himmel. Entsprechend wichtig ist der Flieger für die Amerikaner im Kampf um Marktanteile mit dem europäischen Erzrivalen Airbus. Denn der Flieger der Serie 787 kann mit seinen 210 bis 290 Sitzplätzen erfolgreich auf den langen Strecken fliegen, auf denen ein größerer Jumbo-Jet oder ein Airbus 380 einfach nicht ausgelastet wäre. Und durch seine Bauart – leichte Verbundwerkstoffe statt Aluminium – verspricht er einen niedrigen Spritverbrauch und somit niedrige Betriebskosten. Und genau das ist das Verkaufsargument der Amerikaner für ihren Traumflieger: Die Wirtschaftlichkeit des Dreamliners in Zeiten stetig steigender Treibstoffpreise.
Das Ziel ist ein sicherer Flugbetrieb auch bei Batteriedefekten
Das neue Batteriesystem, welches Boeing jetzt schon mit dem nächsten Testflug in die Zertifizierungsphase durch die Flugaufsicht FAA bringen will, ist also chemisch identisch. Verändert haben die Ingenieure allerdings das äußere Design der Batterien. So ist der Abstand zwischen den einzelnen galvanischen Zellen größer und sie sind besser voneinander abgeschottet, um Überhitzungen zu vermeiden. Dazu sind Hitzesensoren in das Batteriesystem integriert, damit eventuelle Probleme schnell erkannt werden. Als wichtigster sicherheitsrelevanter Punkt dürfte jedoch die „Containment-Box“ gelten. Das ist ein Gehäuse aus Edelstahl um die Lithium-Ionen-Zellen, welches das Austreten von Flüssigkeiten und das Ausbreiten von Feuer wirksam verhindert. So hofft Boeing, dass auch bei eventuell auftretenden Batteriedefekten künftig ein sicherer Flugbetrieb gewährleistet ist.
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