Handy-Akkus Mehr Saft!

(Foto: Stefan Dimitrov)

Schon wieder leer? Smartphones mit großem Bildschirm und datenhungrigen Apps sind Stromfresser. Wenn bloß mal jemand bessere Akkus erfinden würde! Doch das ist gar nicht so einfach.

Von Mirjam Hauck

So kennt man das: Morgens während man auf die S-Bahn wartet, werden mit dem Smartphone die Nachrichtenseiten abgesurft, mittags im Büro mit dem Handy telefonisch Kino-Karten bestellt und am Nachmittag während eines langweiligen Meetings ein paar Runden Scrabble gespielt. Und schon ist es soweit: Die Akkuanzeige des Gerätes leuchtet rot auf, als Warnung, dass ihm bald der Saft ausgeht. Bekommt es nicht bald sein Ladekabel mit Anschluss an eine Stromquelle, dann ist Schluss. Aber nicht nur Smartphone-Akkus kommen schneller an ihre Grenzen, als es den Nutzern lieb ist, auch seine Kollegen vom Laptop oder der neuesten Gadget-Erfindung, der Smartwatch, müssen häufig, wenn nicht täglich, nachgeladen werden.

Und so entsteht beim Nutzer der Eindruck, dass die Geräte technisch zwar immer besser und schneller werden, immer mehr Daten speichern und Funktionen bieten, aber die Akkutechnologie mit diesem Fortschritt nicht mithalten kann. Warum erfindet eigentlich keiner einen Super-Akku mit langer Laufzeit und einer sekundenschnellen Ladezeit?

In Smartphones und Tablets stecken Lithium-Ionen Akkus. Das sind Batterien, in denen Lithium-Ionen die elektrische Ladung zwischen Kathode und Anode transportieren. Auf dem Markt sind sie seit Anfang der 1990er Jahre. Der japanische Technologiekonzern Sony hat sie zur Marktreife entwickelt. In den Jahren davor haben viele Firmen - unter anderem auch der deutsche Batteriehersteller Varta - an der neuen Technologie gearbeitet, die Materialien für die Lithium-Ionen-Reaktion waren seit den 1970ern bekannt. Doch nur Sony hat solange weitergemacht, bis es geklappt hat. Das Ziel der Firma: Eine gute Batterie zu finden, die sich in portable Geräte einbauen lässt. Damit hat Sony einen Standard gesetzt, der bis heute gilt und bei dem sich in den vergangenen Jahren erstaunlich wenig getan hat. Die Kapazität von Lithium-Ionen-Akkus ist seitdem nur um vier Prozent pro Jahr gestiegen.

Hochvolt-Batterien werden mit der Zeit instabil

Gibt es also tatsächlich nicht Besseres als diese Technologie? "Lithium-Ionen-Batterien sind schon sehr gut", sagt Martin Winter, Professor für Physikalische Chemie an der Universität Münster. So bieten sie einfach viel Sicherheit, man müsse sich keine Sorgen machen, dass beispielsweise das Handy explodieren könne. Für die weitere Entwicklung der Batterietechnik sieht Winter zwei Möglichkeiten. Zum einen lässt sich die Reaktivität der Reaktionsteilnehmer durch eine höhere Spannung steigern. Allerdings haben diese Hochvolt-Batterien ein Problem: Sie werden irgendwann instabil, das Elektrolyt zersetzt sich. Eine andere Möglichkeit ist es, Materialien zu verwenden, die mehr Ladung pro Masse und Volumen speichern können. Derzeit arbeiten Forscher an Lithium-Luft-Batterien und an Lithium-Schwefel-Batterien.

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Bei letzteren findet eine normale chemische Reaktion zu Lithiumsulfid und wieder zurück statt, allerdings ist die Energiedichte nicht sehr viel höher als bei der Lithium-Ionen-Batterie. Bis diese Technologie marktreif sein wird, dauert es nach Schätzungen von Hubert Gasteiger, Professor für Elektrochemie an der TU München, noch rund zehn Jahre.

Aber könnte man Handys nicht wenigstens auch mit anderen Methoden laden? Mit Geräten etwa, die Vibrationen in Energie umwandeln oder die den Unterschied zwischen der Hauttemperatur und der Umgebung nutzen? Das funktioniert im Prinzip schon, doch die multifunktionalen Kleincomputer mit ihren großen Bildschirmen brauchen viel mehr Strom, als durch solche Methoden gewonnen werden kann. Bleibt als bequeme Möglichkeit noch das induktive Laden. Dazu muss man entsprechend vorbereitete Handys nur noch auf eine Ladefläche legen, der Ladestrom wird dann durch die Luft übertragen, ähnlich wie bei einer elektrischen Zahnbürste.