Brennstoffzellen in Laptops und Handys
Berlin (dpa/tmn) - Mobile Geräte sind im Trend. Doch die Mobilität hat ihre Grenzen: Schnell ist der Akku leer und der Weg zur Steckdose weit. Seit Jahren forschen Wissenschaftler an Alternativen. Viele Hoffnungen lagen bislang auf der Brennstoffzelle.
Immer leistungsfähigere mobile Geräte sorgen für einen stetig steigenden Stromhunger - und kommen dabei der Mobilität in die Quere. Die Brennstoffzelle könnte den mobilen Gadgets endlich die Freiheit von der Steckdose bescheren. Nach zahlreichen Rückschlägen in der Forschung macht nun eine kleine Firma aus dem Silicon Valley neue Hoffnungen auf einen baldigen Start.
Anders als beim Lithium-Ionen-Akku kann die Brennstoffzelle zwar keine Energie speichern, sie hat dafür aber viele Vorzüge. So lässt sie sich ohne Steckdose in Windeseile wieder auffüllen. Und sie ist leichter und billiger herzustellen. Befüllt mit Methanol oder Wasserstoff, ist sie zudem erheblich umweltschonender.
Der Strom wird in der Brennstoffzelle über eine chemische Reaktion produziert, wobei sich Wasserstoff oder ein Methan-Gemisch mit Sauerstoff verbinden. Bei der kontrolliert ablaufenden Reaktion wird Energie frei und kann als Strom genutzt werden. Neben großen Elektronikherstellern wie Toshiba und Samsung arbeitet auch die Fraunhofer-Gesellschaft an verschiedenen Ansätzen, um die neue Energiequelle nutzbar zu machen. Nach vielen ambitionierten Forschungsprojekten ist die größte Euphorie allerdings zumindest bei Notebook-Herstellern vorerst abgekühlt.
Noch vor einigen Jahren schien der Durchbruch kurz bevorzustehen. Bereits im Jahr 2007 stellte Samsung ein Notebook mit dem Prototyp eines Brennstoffzellen-Akkus auf der Basis von Methanol vor. Bis zu einem Monat sollte das Notebook ohne Steckdose arbeiten können, hieß es - das wäre auch heute eine Sensation. Bis zur Marktreife ist die Lösung aber nie gekommen. Und wie weit die Forschung inzwischen gediehen ist, will das Unternehmen derzeit auch auf Nachfrage nicht verraten.
Viele ungelöste Probleme und technische Fragen haben einen schnellen Marktstart immer wieder verzögert. „Inzwischen sind die Elektronikhersteller mit ihren Ankündigungen vorsichtiger geworden“, sagt Ulf Groos vom Fraunhofer-Institut ISE. Zu häufig habe man die eigenen Erwartungen nicht einhalten können. Doch die Vorteile, die die Brennstoffzelle im Vergleich zur Batterie bietet, habe man dennoch nicht abgeschrieben.
Ein Problem sei derzeit zum Beispiel noch immer die Wärmeentwicklung der Brennstoffzellen. Eine Herausforderung liege auch in der Miniaturisierung, sagt Groos: „Die Integration in die Geräte hinein steht bislang aus.“ Noch seien die Zellen viel zu groß, um in die immer kleineren Geräte zu passen.
Auch Toshiba präsentierte bereits vor einigen Jahren einen Brennstoffzellen-Akku, der allerdings noch so groß wie das Notebook selbst war. Auf absehbare Zeit rechnet Jörg Wirtgen, Fachredakteur der Zeitschrift „c't“, nicht mit einem Durchbruch: „Das dürfte noch mindestens fünf Jahre dauern, bis es marktreife Produkte geben wird.“ In der Zwischenzeit sieht Wirtgen eher eine Chance für Lithium-Polymer-Akkus, die derzeit in besonders flachen Notebooks wie Apples Macbook Air eingesetzt werden. Diese seien zwar noch etwas teurer in der Herstellung, könnten aber durch ihre Formbarkeit viel besser in die Geräte integriert werden als herkömmliche „Tonnen“-Akkus.
Alternativ zur integrierten Lösung arbeiten die Elektronikhersteller in den Forschungslabors weiter daran, die Brennstoffzelle in externen Ladestationen zu nutzen. Auch Toshiba hatte vor rund einem Jahr eine mobile Methanol-Brennstoffzelle als Ladegerät vorgestellt, das über den USB-Anschluss Handy und Laptop unterwegs auflädt. Als Probelauf wurden von den „Dynario“ genannten Geräten rund 3000 Stück in den Handel gebracht. Seither ist es allerdings wieder still geworden.
Solange es nicht gelingt, die Brennstoffzelle in die Geräte zu integrieren, sei der Vorteil nur begrenzt, sagt Groos. Für externe Ladegeräte sehen Experten nur einen recht kleinen Markt. „Externe Lösungen sind eher für Arktis-Expeditionen interessant, auf denen man über Wochen an keiner Steckdose vorbeikommt“, schätzt auch Wirtgen.
Mitte November hat eine kleine Firma aus Kalifornien wieder Öl ins Feuer geschüttet: Erste Produktankündigungen werde es in Kürze geben, teilte Lilliputian Systems mit. Das Start-up hat nach eigenen Angaben eine Technologie entwickelt, die auf dem Chip-Baustoff Silizium basiert und mit recylebaren Brennstoff-Kartuschen arbeitet.
Verglichen mit Lithium-Ionen-Akkus soll die Energiedichte der umweltfreundlichen Entwicklung fünf- bis zehnmal größer sein. Die Referenzdesigns sollen sowohl für externe Ladegeräte als auch für die Integration in Geräte wie Notebooks verwendet werden können. Das war im November auch auf das Interesse des weltgrößten Chipherstellers Intel gestoßen, der inzwischen Anteilseigner der kleinen Firma ist und Lilliputian mit einer kräftigen Finanzspritze unterstützt.
