Brennstoffzelle Akku-Ersatz in Handys und Laptops

Brennstoffzellen für diese Geräte werden in fünf Jahren marktreif sein - und nicht teurer wie heutige Batterien.

Da immer mehr elektronische Geräte - vom Telefon bis zum Laptop - eine mobile Energieversorgung benötigen, suchen Forscher nach E-nergiespeichern, die möglichst preisgünstig sind. Kleine Brennstoffzellen könnten die Lösung sein, zumal sie leichter, zuverlässiger und umweltfreundlicher sind als Batterien und Akkus. Ihr Wirkungsgrad liegt sehr hoch: je nach Modell zwischen 50 und 83 Prozent. Außer-dem erlauben sie eine kontinuierliche Brennstoffversorgung, müssen also nicht aufgeladen werden. Vor allem die so genannte PEM-(Polymer-Elektrolyt-Membran)Brennstoffzelle ist für den Leistungs-bereich von Milliwatt bis einige Watt im Gespräch.

Auch Laptops können mit Brennstoffzellen betrieben werden.

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Strom aus Batterien ist extrem teuerBisher hieß es bei der mobilen Energieversorgung elektrischer Geräte: Je kleiner, desto teurer. So kostet eine Kilowattstunde elektrischer E-nergie aus einer Knopfzelle, wie sie in Armbanduhren üblich ist, weit über 10.000 Mark. Entnimmt man die gleiche Energiemenge aus Ta-schenlampen-Batterien, so kostet sie noch 100 bis 200 Mark. Nickel-Cadmium-Akkus, die 500-mal aufgeladen werden, liefern die Kilo-wattstunde Strom immerhin schon zu fünf bis zehn Mark. Kauft man den Strom vom Elektrizitätswerk, zahlt man etwa 30 Pfennige dafür.

EntwicklungsstandVor zwei Jahren stellte das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg eine Brennstoffzelle vor, die etwa die Größe einer Untertasse hat und bis zu 50 Watt liefern kann. So wie dieser kleine Stromlieferant arbeitet auch eine Neuentwicklung von Moto-rola nicht mit gasförmigem Wasserstoff, sondern verstromt direkt flüssiges Methanol, einen Alkohol, der in Patronen zugeführt wird. Zusammen mit Forschern des Los Alamos National Lab in New Me-xico haben die Ingenieure von Motorola einen Prototypen gebaut, der eine Kantenlänge von vier Zentimetern hat. Er soll nun weiterentwi-ckelt werden, in drei bis fünf Jahren soll die Minizelle marktreif sein und nicht mehr kosten als heute ein normaler Akku.

Brennstoffzellen in FolienformNoch kleiner ist eine Mikro-Brennstoff-zelle, an der ein Team des ISE unter Christopher Hebling in Zusammenarbeit mit der Universität Freiburg arbeitet. Mit Verfahren der Mikrostrukturtechnik erzeugten die Forscher auf geeigneten Unterlagen Strömungskanäle mit einer Dicke von rund 0,15 Millimetern. Stapelt man fünf dieser flachen Brennstoffzellen aufeinander, so erhält man Folien von rund 2,5 Millimetern Dicke. Sie sind flexibel und könnten beispielsweise als Uhr-armband mit Display und gleichzeitig als Stromversorgung dafür dienen.

TreibstoffproblemeDie kleinen Brennstoffzellen für Computer, Handys, Camcorder und andere tragbare Geräte können mit Methanol-Patronen versorgt wer-den. Da aber Methanol giftig ist, bemüht man sich, Alternativen zu entwickeln, bei denen direkt Wasserstoff als Brennstoff eingespeist wird. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Frei-burg entwickelt beispielsweise Wasserstoffspeicher für tragbare An-wendungen. Die neueste ISE-Entwicklung ist ein so genannter Autothermer Pro-panreformer, der aus handelsüblichem Flüssiggas kostengünstig Was-serstoff erzeugt. Dadurch wird, unabhängig von Versorgungsnetzen, die geräuschlose und nahezu schadstofflose Stromerzeugung in Brennstoffzellen möglich.