Wo Rauch ist

Am 10. April 2023 fuhr ein Mann mit seinem Elektrofahrrad von seiner Arbeitsstelle in Manhattan nach Hause in Queens, NY. Er lebte mit seinen fünf Kindern in einer Wohnung ohne Aufzug. Wie gewöhnlich stellte er sein Elektrofahrrad am Fuße des Treppenhauses ab und schloss es an sein Ladegerät an, das über ein Verlängerungskabel mit einer Steckdose im oberen Stockwerk verbunden war. Einige Zeit später fing das Elektrofahrrad im Vorraum Feuer, das sich sofort die Treppe hinauf ausbreitete. Als er es bemerkte, war es zu spät, um über das Treppenhaus zu fliehen, und er konnte drei seiner Kinder retten und durch ein Fenster entkommen. Seine 19-jährige Tochter und sein 7-jähriger Sohn überlebten das Inferno nicht.

Es ist möglich, dass dieses Szenario hätte abgewendet werden können. Während Rauchmelder in den Vereinigten Staaten vorgeschrieben sind und es fast sicher ist, dass sein Rauchmelder ausgelöst und ihn gewarnt hat, gibt es ein Problem mit Lithium-Ionen-Batteriebränden und den meisten Rauchmeldern.

Rauchmelder in den Vereinigten Staaten sind entweder vom photoelektrischen oder Ionisationstyp. Photoelektrische Detektoren reagieren auf langsam schwelende Brände mit 0,4 – 10,0 Mikrometer großen Partikeln und hellem, weißem/grauem Rauch. Ionisationsrauchmelder eignen sich am besten zur Erkennung schnell aufflammender Brände mit kleineren Partikeln von 0,01 – 0,4 Mikrometern und dunklem oder schwarzem Rauch.

Lithium-Ionen-Batterien brennen anders. Sie sind so konstruiert, dass, wenn sich vor der Entzündung Druck in der Batterie aufbaut, die Verpackung platzt und eine Kombination aus Wasserstoff, Kohlendioxid und organischen Verbindungen freisetzt, von denen keine von beiden Rauchmelderarten nachweisbar ist. Dies kann mehrere Minuten vor einem tatsächlichen Brand geschehen, der Rauch abgeben würde, insbesondere wenn die Ursache des thermischen Durchgehens die Selbsterhitzung der Zelle ist. Und wenn sie sich entzünden, neigen sie dazu, Partikel freizusetzen, die für photoelektrische Detektoren zu klein sind, typischerweise zwischen 0,01 und 0,1 Mikrometer.

Im oben beschriebenen Szenario ist es also am wahrscheinlichsten, dass sich die Batterie während des Ladevorgangs erhitzte, bis es zur Selbsterhitzung der Batterie kam. Dies ist der Zeitpunkt, an dem die Energie der Batterie freigesetzt wird, nicht aufgrund eines internen Kurzschlusses, sondern aufgrund interner chemischer Reaktionen wie der Auflösung der SEI-Schicht an der Anode und anderer, relativ langsamer Reaktionen. Die Zelle würde wahrscheinlich entgasen und Wasserstoff, Kohlendioxid und organische Chemikalien freisetzen. In dieser Phase würde ein chemischer Geruch freigesetzt, der eine Warnung wäre. Aber wenn es im Erdgeschoss, außerhalb des Wohnbereichs, ist, könnte es unentdeckt bleiben. Später würde die Zelle sich entzünden und in einem Flammenstoß den größten Teil der elektrischen Energie der Zelle freisetzen, die Zelle entzünden und die Materialien um sie herum zu entzünden beginnen. Wenn der Rauchmelder ein photoelektrischer Typ wäre, könnte auch dieser Brand unentdeckt bleiben. Erst wenn das Holz und andere Materialien aus dem Treppenhaus Feuer fangen würden, wäre der Rauch von einem photoelektrischen Rauchmelder nachweisbar. Zu diesem Zeitpunkt ist das Verlassen über das Treppenhaus keine Option mehr.

Ist es so passiert? Das ist unmöglich zu sagen. Es ist auch möglich, dass er über eine Unebenheit gefahren oder gegen ein Auto gestoßen ist und die Batterie beschädigt hat, was dazu führte, dass sie nach dem Einstecken schnell explodierte. Aber viele Batterien fangen durch Selbsterhitzung Feuer, und sie sind so konstruiert, dass sie entlüften, wenn sie dies tun. Hätte es ein Alarmsystem gegeben, das Wasserstoff, Kohlendioxid oder die organischen Dämpfe hätte erkennen können, hätte er vielleicht genug Warnung gehabt, um das Fahrrad auf die Straße zu kicken oder seine ganze Familie sicher nach draußen zu bringen.

Aus diesem Grund hat Soteria mit Partnern zusammengearbeitet, um ein Alarmsystem zu entwickeln, das auf der Erkennung dieser Gase neben anderen Frühwarnsignalen basiert, und kündigte letzte Woche eine Anfrage für fortgeschrittene Entwicklungspartner an. Soteria beabsichtigt, 2024 ein Verbrauchergerät an Einzelhändler und online zu vertreiben, aber um die Geräte so schnell wie möglich in so viele Häuser und Garagen zu bringen, werden wir die Technologie auch an jeden Partner lizenzieren, der ebenfalls ein Produkt auf Basis der Technologie entwickeln wird. Es ist unsere Hoffnung, dass eines Tages jedes große Batterieladegerät dies im Ladegerät und in dem Raum, in dem große Batterien geladen werden, erfordern wird.

Wenn Sie mehr erfahren möchten, können Sie mir auch eine LinkedIn-Nachricht senden oder sich an Abby Zielsdorf wenden, die das Projekt leitet. Dies ist eine wichtige Aufgabe, und wir freuen uns, die Last mit jedem Partner zu teilen, der helfen kann.