Zukunft der Technik Die neuen Weltwunder

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Illustration einer Batteriezelle Quelle: Nicolas Belchman

Die Baupläne für manche Wundermaschinen liegen längst in den Schubladen ihrer Entwickler: Elektromobile, Elektrobusse und Elektroflugzeuge. Smartphones der überübernächsten Generation, die nur noch wie ein hauchdünnes Plättchen anmuten, oder die sich gar – wenn sie erst aus biegsamen Materialien gefertigt werden können – wie Armbänder um unsere Handgelenke schmiegen.

Doch den Wundermaschinen fehlt bislang die wesentliche Zutat: genügend Strom für unterwegs. Weltweit fahnden Techniker nach der ultraleichten, unbegrenzt haltbaren, ungiftigen, kostengünstigen und unendlich oft wiederaufladbaren Batterie , die zugleich so klein ist, dass sie in den neuartigen Geräten Platz findet. Powerzwerge.

Batterien sind zu groß, zu schwer, zu teuer

Doch der Fortschritt ist mühsam. Bisher sind Batterien noch viel zu groß und schwer, und wenn man sie kleiner macht, können sie nicht ausreichend viel Strom speichern. Während ein alter Bleiakku für die Speicherung einer Kilowattstunde über 30 Kilo wog, bringt ein moderner Lithium-Ionen-Akku gleicher Kapazität bloß noch fünf Kilo auf die Waage. Das ist aber immer noch zu viel und außerdem zu teuer. Die Akku-Herstellung ist aufwendig, und beim Umwandeln von Strom in chemische Stoffe geht ein Zehntel bis ein Drittel der Energie verloren . Bisher können Batterien elektrischen Strom deshalb nur zu Kosten speichern, die um ein Vielfaches höher sind als der Preis seiner Erzeugung – egal, ob der nun von einem Kohlekraftwerk oder aus dem Windpark stammt.

Kommt jetzt Bewegung in die Sache? "Mit der Massenfertigung von Elektroautos wird jetzt der nötige Marktdruck entstehen, um die Technologie noch einmal stark voranzubringen", hofft Marco Voigt, Mitautor einer Studie über die Zukunft der Batterie, die das Bundeswirtschaftsministerium in Auftrag gegeben hat. In den eineinhalb Jahren seit ihrer Veröffentlichung sei der Herstellungspreis eines mobilen Lithium-Ionen-Akku-Systems bereits um fast die Hälfte gefallen. Das weckt Hoffnung auf weitere Fortschritte.

Ersatz für den Akku

Doch mit dem Wunder-Akku für alle Zwecke ist nicht zu rechnen. Stattdessen erwarten die meisten Experten einen Batterien-Zoo, so vielfältig wie der Einsatz. Abnutzungsfreie Doppelschichtkondensatoren für die Mikroelektronik (klein und schnell ladend), Polymer-Akkus für Fahrzeuge (stark), sogenannte Flow-Batterien mit flüssigem Elektrolyt in zwei Tanks für Polarstationen (ausdauernd).

Trotzdem: Was heute jeden iPhone-Benutzer nervt, wird wohl auch für künftige Technologien gelten: Die Akkus halten nicht ewig und werden schwächer. Deshalb überlegen Techniker häufiger, wo anstelle eines Stromspeichers eine Stromquelle eingebaut werden kann. Piezoelektrische Elemente nutzen – ähnlich denen in der alten Automatikuhr –, die ruckartigen Bewegungen des Arms zur Stromerzeugung. Durchsichtige Solarzellen machen Geräteschalen zu Minikraftwerken, medizinische Sensoren gewinnen ihre Antriebsenergie aus Blutzucker, und tragbare Computer werden mit einem Gläschen Methanol aufgeladen. Super: ganz ohne Batterie.

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