Lithium-Ionen-Akkus sind wegen ihrer Brandgefahr nach wie vor ein großes Problem. Forscher haben nun eine KI entwickelt, die gefährliche Batteriebrände frühzeitig erkennen kann. Dazu analysiert ein Algorithmus ein bestimmtes Geräusch – und könnte so vielleicht Leben retten.
Akku-Brand: KI erkennt Fehlfunktion am Geräusch
Wird ein Lithium-Ionen-Akku zu heiß oder beschädigt, kann es zum sogenannten Thermal Runaway kommen – einer chemischen Reaktion, bei der sich der Akku unkontrolliert erhitzt, bis er schließlich Feuer fängt oder explodiert. In vielen Fällen bleibt kaum Zeit zu reagieren, da die Temperatur innerhalb von Sekunden auf über 1.000 Grad Celsius ansteigen kann. Herkömmliche Rauchmelder sind hier oft nutzlos, da Lithium-Akkus erst spät sichtbaren Rauch entwickeln.
Forscher des National Institute of Standards and Technology (NIST) aus Maryland in den USA haben nun eine Lösung gefunden: Bevor es zum Thermal Runaway kommt, steigt der Druck im Inneren der Batterie an. In vielen Akkus sorgt ein Sicherheitsventil dafür, dass dieser Druck entweichen kann. Bricht das Ventil, entsteht ein charakteristisches „Klick-Zisch“-Geräusch – vergleichbar mit dem Öffnen einer Sprudelflasche.
Genau dieses Geräusch haben Forscher des NIST als Frühwarnsignal identifiziert. Mit Hilfe künstlicher Intelligenz konnten sie nach eigenen Angaben ein System entwickeln, das dieses Geräusch mit hoher Genauigkeit erkennt.
Neue KI erkennt 94 Prozent aller Akku-Brände
Um den Algorithmus zu trainieren, analysierten die Wissenschaftler 38 explodierende Batterien und erstellten daraus über 1.000 Tonaufnahmen. Anschließend wurde das System so optimiert, dass es das Geräusch auch in lauten Umgebungen zuverlässig erkennt – ohne sich von ähnlichen Alltagsgeräuschen wie dem Klicken eines Kugelschreibers oder dem Öffnen einer Flasche verwirren zu lassen. Erste Tests zeigen vielversprechende Ergebnisse: In 94 Prozent der Fälle erkannte das System die gefährlichen Vorboten eines Batteriebrandes richtig.
Nach Angaben der beteiligten Forscher konnte die KI in den Experimenten das typische Geräusch etwa zwei Minuten vor der eigentlichen Explosion erkennen – ein Zeitfenster, das ausreichen könnte, um Menschen in Sicherheit zu bringen. Ein lautes Warnsignal könnte auf den bevorstehenden Brand aufmerksam machen.
KI im Rauchmelder als Akku-Brandschutz
Langfristig könnten solche Systeme unter anderem in E-Bikes und E-Autos integriert werden – sofern sie nicht selbst schon über ein Feuerlöschsystem verfügen. Auch in Häusern und Lagerhallen könnte sich das System etablieren. Sogar eine Integration in bestehende Rauchmelder wäre denkbar. Das Forscherteam hat die Technologie bereits zum Patent angemeldet und arbeitet an der nächsten Entwicklungsstufe. Ziel ist es, die Erkennungsrate weiter zu verbessern und zusätzliche Sensoren zu integrieren. Bis zur Marktreife dürfte allerdings noch einige Zeit vergehen.
