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Die Batterie bleibt die Achillesferse mobiler Technik

18.07.2007
Ob MP3-Player, Notebook oder Digitalkamera – die Entwicklungsfortschritte bei mobilem Gerät vollziehen sich in rasanter Geschwindigkeit. Mit einer Ausnahme: der Batterie.

Die Weiterentwicklung der Batterie kann mit den Fortschritten anderer Elektronikbausteine nicht Schritt halten. Das wird sich auf absehbare Zeit auch nicht ändern, meinen Experten. Dank der Miniaturisierung von Chips und Elektronikbausteinen rüsten die Anbieter von Unterhaltungselektronik ihre mobile Gerätschaft ständig mit neuen Funktionen auf. Damit steigen die Anforderungen an die Energiequelle – und die ist ständig überfordert.

Alle zwei Jahre, so besagt das Moore´sche Gesetz, verdoppelt sich die Leistungsstärke der Prozessoren. Batterien dagegen legen im Durchschnitt nur um zehn Prozent jährlich zu, meint Lawrence H. Dubois, Physiker beim unabhängigen Forschungsinstitut SRI International in Menlo Park, Kalifornien. Dem "Wall Street Journal" sagte Dubois, dass es bei den Energiespeichern nur inkrementelle Verbesserungen gebe, die vor allem auf die Reduzierung der Größe abzielten.

Die Anbieter von Unterhaltungselektronik feiern denn auch jeden Fortschritt bei Batterien als Geschenk des Himmels. "Mit nur 20 Prozent mehr Effizienz können wir das Telefon dünner und den Bildschirm größer und heller machen", sagt Muzib Khan, Handy-Manager bei Samsung, dem Journal. Jeder Fortschritt eröffne neue Entwicklungsmöglichkeiten.

Das Basisdesign der Batterien hat sich aber im Laufe der Jahre nicht verändert: Es handelt sich um elektrochemische Energiespeicher, in denen Elektronen von einem Reaktionspartner auf den anderen übertragen werden. Dieser Elektronenfluss ermöglicht die Gewinnung von Energie. Forscher suchen vor allem nach Materialien, die ein Höchstmaß an chemischer Energie abgeben bei möglichst geringem Platzbedarf und Gewicht. Seit ungefähr zehn Jahren erfüllen Lithium-Ionen-Batterien diese Bedingungen am besten.

Die Unterhaltungsindustrie hat im Laufe der Jahre notgedrungen gelernt, den Mangel an leistungsfähigen Energiespeichern als Herausforderung zu sehen. Nachdem Apple im Januar das iPhone angekündigt hatte, machten sich die Ingenieure daran, eine schlanke Betriebssoftware zu entwickeln und so die Lebensdauer des Akkus zu erhöhen - und damit die Sprechzeit zu verlängern. Greg Joswiak, bei Apple für das iPhone-Marketing verantwortlich, sagte dem WSJ, schon die frühesten Designentscheidungen seien mit Blick auf die Lebensdauer des Akkus getroffen worden. Beispielsweise wählte der Hersteller den Videocodec mit dem geringsten Energiebedarf. Außerdem behauptet Apple, das Akku nur deswegen fest im iPhone installiert zu haben, weil ein austauschbares Modell zu viel Platz eingenommen und damit die Lebensdauer der Batterie verkürzt hätte.

Hoffnungsträger Brennstoffzelle

Die Brennstoffzelle als Retter aus dem Energiedilemma ist für mobile Endgeräte immer noch keine Alternative. Geschrieben wurde viel über die kleinen, mit flüssigem Methanol gefüllten Tanks, die sich jederzeit wieder auffüllen lassen und sehr viel mehr Power aufbieten als jede Lithium-Ionen-Batterie. John Taylor vom National Renewable Energy Laboratory in Colorado ist jedoch ernüchtert: Das Konzept sei übereifrig angepriesen worden, es habe mit den technischen Realitäten wenig zu tun. Brennstoffzellen seien weit schwieriger zu produzieren als viele Experten gedacht hätten.

Den MP3-Player mit Methanol auftanken – um Toshibas Idee ist es ruhig geworden .
Den MP3-Player mit Methanol auftanken – um Toshibas Idee ist es ruhig geworden .
Foto: Toshiba

Trotzdem gibt es Fortschritte zu verzeichnen: PolyFuel, ein Spinoff der SRI in Kalifornien, hat eine Methanol-Brennstoffzelle entwickelt, die im nächsten oder übernächsten Jahr auf den Markt kommen soll. Erste Varianten sollen ähnlich leistungsfähig sein wie gängige Lithium-Ionen-Batterien – aber nur halb so schwer und deutlich kleiner. Ankündigungen wie diese gab es allerdings immer wieder. Beispielsweise stellte der taiwanische Hersteller Antig zur CeBIT 2005 den Prototypen einer Brennstoffzelle für Notebooks vor. Auch die deutsche SFC Smart Fuel Cell AG arbeitet seit Jahren an diesem Thema. Was daraus wird, bleibt anzuwarten: Versprechen gab es bezüglich der Energiespeicher schon viele.

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(hv)