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27. Juli 2016

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Mehr Akku, mehr Mobilität

Mehr Akku, mehr Mobilitätpiqs.de/jd_hancock

Neue Endgeräte bringen die Akkus ganz schön ins Schwitzen. Ein herkömmliches Smartphone muss zumindest einmal pro Tag ans Stromnetz. Doch Forscher versprechen baldige Abhilfe.

Das kalifornische Unternehmen ZPower will mit Silber-Zink- Akkus Notebooks und Handys erobern und die gängigen Lithi- um-Ionen-Batterien leistungs- mäßig in den Schatten stellen. Außerdem verspricht der neue Akku mehr Sicherheit und sehr gute Recycling-Möglichkeiten. Dass die Technologie wirklich funktioniert, hat ZPower im August im Rahmen der Ent- wicklerkonferenz von Intel (In- tel Developer Forum, IDF) in San Francisco anhand von Pro- totypen in Serien-Notebooks bewiesen.
ZPower, ehemals Zinc Matrix Power, arbeitet schon seit geraumer Zeit an der Weiter- entwicklung von Silber-Zink- Batterien. Dabei nutzt das Unternehmen nach eigenen Angaben aktuellste Fortschritte in den Bereichen Polymere, Nanotechnologie und Fertigungs- prozesse. Dank einer höheren Energiedichte können wieder- aufladbare Silber-Zink-Akkus laut ZPower bei gleicher Größe bis zu 40 Prozent mehr Energie speichern als Lithium-Ionen- Batterien und mit dementspre- chend längerer Laufzeit auf- warten. Durch den Verzicht auf leicht entflammbares Lithium sei die eigene Technologie auch sicherer, so Unternehmen un- ter Verweis auf Explosions- und Überhitzungsprobleme, wie sie bei diversen Herstellern im letzten Jahr aufgetreten sind.
Ökologisch bieten die Akkus dem Unternehmen zufolge den Vorteil, dass die wesentlichen Rohstoffe Silber und Zink vollständig recycelt und dabei so rein wie im Ursprungszustand wiedergewonnen werden kön- nen. Das erfordere nur rund 20 Prozent des Energieaufwandes eines Neuabbaus. Die Verwen- dung von recyceltem Silber könne somit die Kosten der Akkus reduzieren und diese hinsicht- lich der Lithium-Ionen-Technologie konkurrenzfähig machen. Letztere hätte ferner den Nachteil, dass dort nur ein Downcycling von Batterien möglich ist. Die Rohstoffe könnten nur mit schlechterer Qualität rückgewonnen und daher nicht für neue Akkus verwendet werden.
„Eine Silber-Zink-Batterie- option wird ab 2009 von einem bedeutenden Notebook-Hersteller angeboten“, wurde das Unternehmen im Frühjahr dieses Jahres zitiert. Der Computer könne sowohl mit den ZPower- Akkus für längere Laufzeiten als auch mit herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien be- trieben werden. Dabei dürfte es sich um einen Computer- Akku handeln. Langfristig zielt ZPower allgemeiner auf Mobil- geräte ab. Auf der eigenen Webseite macht das Unternehmen klar, dass man auch Mobiltelefone mit der Silber-Zink-Technologie erobern will.

Althergebracht oder flach
Was bei ZPower nur noch einige Monate brauchen dürfte, wird bei anderen Technologien noch ein wenig dauern. Ein Durchbruch in puncto Laufzeit ist den Forschern der Univer- sität Stanford auch bei den bisherigen Lithium-Ionen-Akkus gelungen. Ende vergangenen Jahres stellten sie einen Akku vor, der zehnmal so lang läuft wie herkömmliche Akkus. 20 Stunden Notebook-Betrieb und mehr wären damit möglich. Allerdings ist noch offen, ob die neue Technik auch in Serie produziert werden kann. Zu kompliziert ist das Verfahren derzeit noch.
Forscher des Rensselaer Polytechnic Institutes in den USA hingegen haben einen Akku entwickelt, der einem Stück Papier gleicht. Der mit Nano-Technologie hergestellte Akku könnte ganz neue Geräte-Designs möglich machen. Konzipiert sind die Akkus für implantierbare medi-zinische Geräte. Aber natürlich können die Akkus auch in Fahrzeugen oder elektronischen Geräten eingesetzt werden.
Die Akkus sind bei Tempera- turen zwischen 150 und minus 70 Grad Celsius einsetzbar. Interessant ist vor allem, dass sie keine Hülle mehr benötigen. Kommen sie mit Flüssigkeit in Berührung, sind sie, anders als andere Akkus, völlig unempfindlich. Hergestellt werden die Akkus zu 90 Prozent aus Zellu- lose. Daher rührt auch die Nähe zu Papier. Das Papier wird mit sogenannten Carbon-Nanotubes durchtränkt. Diese übernehmen den Part der Elektroden. Als Elektrolyt wird eine Flüssigkeit verwendet, die hauptsächlich aus Ionen besteht. Wichtig dabei ist, dass die Flüssigkeit kein Wasser enthält. Deshalb auch die hohen Temperaturmaxima – der Akku kann weder einfrieren noch können Teile davon verdunsten. Die Energie kann wie bei einem normalen Akku relativ gleichmäßig oder blitzartig wie bei einem Kondensator abgegeben werden. Eine Produktionstechnik für die dünnen Energiespender ist allerdings noch nicht entwickelt, wohl aber das Patent eingereicht.

Ausgewählter Artikel aus dem Jahr 2008

Klaus Lackner, Economy Ausgabe 64-10-2008, 05.10.2015