Liitiumakud ja liitiumelemendid: süttimine lennukite pardal

3. septembril 2010 puhkes firmale UPS kuuluva transpordilennuki Boeing 747-400 kokpitis teel Dubaist Kölni tulekahju. Piloodid püüdsid Dubaisse tagasi pöörduda, kuid paraku maanduda ei jõutud ning mõlemad meeskonnaliikmed hukkusid. Kuigi põhjuseid veel uuritakse, on teada, et lennuki lasti hulgas oli suur kogus liitium-metall elemente.

Üha rohkem arvatakse, et just liitiumkatoodiga toiteelemendid põhjustavad lennukatastroofe – sest on teada arvukalt juhtumeid nende süttimise kohta lennukite pardal.

Novembris 1987 India ookeani kohal kadunuks jäänud Lõuna-Aafrika Vabariigi Boeing 747 pardal oli 159 reisijat. Tegu oli kombineeritud reisi- ja transpordilennukiga. Last sisaldas liitiumelemente kelladele.

Ameerika Ühendriikide tsiviillennunduse föderaalameti (FAA) andmetel on perioodil 1991-2010 teada lennukite pardal 113 juhtumist, kus toiteelemendid (enamjaolt liitium-ioon akud) süttisid, suitsesid, plahvatasid või kuumenesid tugevasti.

Mõned viimased näited aastast 2009. 18. juunil leiti Honolulu lennujaamas pagasi mahalaadimisel põlenud pakk, milles oli liitium-ioon elektrijalgratta aku. 15. juulil avastati Dominikaani vabariiki maandunud lennukist põlevad pakid, mille sisuks olid liitium-ioon telefoniakud, kontaktklemmide kaitsed puudusid. 14. augustil peale lennuki maandumist Minneapolises selgus, et lastiruumidest tuleb suitsu. On teada, et tulekahju võis suure tõenäosusega alata tuhandest liitium-ioon akudega e-sigaretist.

Nüüdseks on tsiviillennunduses käimas juba tõeline liitiumipaanika. Aprillis 2010 tormasid Jaapanis politseinikud ja tuletõrjujad Narita lennuvälja pagasialale, kui reisija kotis süttisid liitium-ioon akuga lokitangid. 23. juunil 2010 konfiskeerisid American Airlinesi lennusaatjad New Yorgist Buenos Airesesse suunduvalt reisijalt terrorismikartuses 58 liitium-ioon akudega mobiiltelefoni ja laadijat.

FAA teatel võivad ka ühekordselt kasutatavad liitium-metall elemendid süttida lühise, kuumenemise või defektsuse korral. Ühe elemendi süttimine võib kaasa tuua ahelreaktsiooni, just seetõttu on ohtlik, kui elemente on koos väga palju. Liitium-metall elementide süttimisel võib toimuda ka plahvatus, kuna sulanud metalli ja elektrolüüdi segu on plahvatusohtlik.

Samuti võivad liitium-ioon akud küll anda tugevat voolu, kuid lühise korral toimub ka ülikiire mahalaadimine ning vastavalt ülekuumenemine, purunemine ja isegi plahvatus. Eriti ohtlikuks peetakse liitium- tionüülkloriid akusid. Akudele on tavaliselt lisatud kaitsesüsteem kiire mahalaadimise, kuumenemise ja plahvatuse ärahoidmiseks.

Pärast tõsiseid süttimisega seotud intsidente lennutranspordil on liitiumit sisaldavate energiaallikate transpordi reegleid muudetud ka rangemaks, kuid tulekahjud lennukite pardal jätkuvad. Inimesed üle kogu maailma on kommentaariruumides väljendanud kartust, et peatselt võidakse keelustada ka akudega elektroonikaseadmete lennukisse viimine. Hetkel kehtivad keelud siiski eelkõige suuremate koguste transpordiks. Üheks arvatavaks põhjuseks peetakse võimalikku liiga kõrget temperatuuri lennuki pagasiruumides.

Samas on teada ka mitmeid juhtumeid, kus sülearvutid ja videopleierid on lennuki pardal reisija käes põlema läinud. Cambridge’i teadlaste töö tulemusi kajastava mais 2010 ilmunud uudise kohaselt leidsid nad sülearvutite ja mobiilide süttimise põhjuse. Nimelt hakkavad liitium-ioon akude kiirel laadimisel grafiitanoodil moodustuma liitiumi fiibrid, mis võivad aku lühistada.

Tehnikafoorumidest võib leida analüüse ja juhendeid, mille kohaselt mistahes teiste laadijate kasutamine Li-polümeer akude laadimisel võib olla üliohtlik. Ühes foorumis on lisatud 177 viidet foorumis arutlusel olnud süttimisjuhtumitest.

Kommentaar terminoloogia osas. Inglise keeles ’battery’ võib sõltuvalt kontekstist olla primaarelement (ühekordselt kasutatav toiteelement) või sekundaarelement, st aku (taaslaetav, ’rechargable battery’). Eesti keeles kasutusel olev sõna patarei (süsteemiks ühendatud üheliigilised seadmed) on inglise keeles tegelikult ’battery pack’, seega vaid ühe elemendiga toiteaallikat ei ole korrektne patareiks nimetada. Samas aku võib olla nii taaslaetav element kui elementide jada ehk patarei. Seetõttu on antud kirjutises eristatud ühekordselt kasutatav liitium-metall element ning taaslaetav liitium-ioon aku ning et mitte keerukaks minna ja samas terminoloogiliselt eksida, on sõna ’patarei’ jäetud kasutamata, kuigi teatud juhtudel võib olla tegemist ’battery’ puhul ka akupatareiga. Samas meie kõnekeeles ja kaubanduses kasutatakse sõna ’patarei’ väga sageli ka ühe elemendiga toiteallika kohta.

Piltidel: liitium-metall element, mobiiltelefoni liitium-ioon aku (Nokia poolt osaliselt tagasi kutsutud BL-5C), sülearvuti liitium-ioon aku, liitium-ioon akupatarei


4 Vastust

  1. Tänan. Asjalik artikkel ja ka terminitele on tähelepanu pööratud. Aga ühest asjast ei saa aru: mis asi see “kargo” on? Eesti keeles võiks ikka olla “last”.

    Aga muidu, asjalik blog. Eestlane kirjutab ju alles siis, kui on millegi kallal vinguda🙂

  2. Tänud, sõnastust pisut muudetud.

  3. Väga huvitav, ent segaseks jääb, miks toimub lühistumine ja ülekuumenemine iseeneslikult just lennukites.
    Juhtumeid kus akud on süttinud või plahvatanud (maapeal) on olnud küll, kuid enamasti on tegu olnud mingi tootepraagiga ja mitmel puhul on vastava partii akud ka tagasi kutsutud.
    Samas maapeal kasutatakse ju liitiumelemente väga laialdaselt. Võrrelduna nende kogusega lennukites ja intsidentite arvuga, peaks ju maapealsete õnnetuste arv olema tohutult suurem, aga ei ole ju?

  4. Jah, see on tõepoolest kummaline. Et kasutamisel näiteks sülearvutid põlema on läinud, see on teada. Aga lennukite puhul on jutt suuremast kogustest kas Li-metall elementidest (mis ühtse massina vastastikusel kokkupuutel võivad lühistuda) ja Li-ioon akudest (mille klemmid võivad samuti omavahel lühisesse minna). Samas pole kuulnud, et näiteks kusagi poes või raudteetranspordil oleks midagi taolist toimunud (loomulikult lennunduses on turvalisusel eriline tähelepanu, aga ikkagi). Räägitud on lastiruumide võimalikust kõrgest temperatuurist. Aga hetkel ma ei leidnud allikat, mis nähtuse sisu põhjalikult lahti seletaks.

Lisa kommentaar

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Muuda )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Muuda )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Muuda )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Muuda )

Connecting to %s

%d bloggers like this: