Intel und Lilliputian arbeiten an Brennstoffzellen-Akkus

Subnotebook von Toshiba mit Brennstoffzelle
Bild: Toshiba Von mobilen Endgeräten erwarten die Nutzer auch immer längere Akku-Laufzeiten. Eine lange Laufzeit setzt sich jedoch auf die Bauweise der Akkus um. Die Brennstoffzelle könnte den mobilen Gadgets endlich die Freiheit von der Steckdose bescheren. An der neuartigen Stromversorgung wird bereits seit langem intensiv gearbeitet. Eine kleine Firma aus dem Silicon Valley macht nun neue Hoffnungen auf einen baldigen Start.

Subnotebook von Toshiba mit Brennstoffzelle
Bild: Toshiba Die Brennstoffzelle speichert anders beispielsweise der Lithium-Ionen-Akku keine Energie, sie hat dafür aber viele Vorzüge. So lässt sie sich ohne Steckdose in Windeseile wieder auffüllen. Auch die Herstellung ist einfacher und billiger als bei den aktuell verwendeten Akkus. Befüllt mit Methanol oder Wasserstoff, ist sie zudem erheblich umweltschonender.

Brennstoffzelle – kleines Chemie-Labor im Inneren

Der Strom wird in der Brennstoffzelle über eine chemische Reaktion produziert, wobei sich Wasserstoff oder ein Methan-Gemisch mit Sauerstoff verbinden. Bei der kontrolliert ablaufenden Reaktion wird Energie frei und kann als Strom genutzt werden. Auch die Fraunhofer-Gesellschaft arbeitet, neben großen Elektronikherstellern wie Toshiba und Samsung, an verschiedenen Ansätzen, um die neue Energiequelle nutzbar zu machen. Nach vielen ambitionierten Forschungsprojekten ist die größte Euphorie allerdings zumindest bei Notebook-Herstellern vorerst abgekühlt.

Vor einigen Jahren noch wurde heiß über den kurz bevorstehenden Durchbruch in der Brennstoffzellen-Forschung gesprochen und Samsung stellte 2007 ein Notebook mit dem Prototyp eines Brennstoffzellen-Akkus auf der Basis von Methanol vor. Bis zu einem Monat sollte das Notebook ohne Steckdose arbeiten können, hieß es - das wäre auch heute eine Sensation. Bis zur Marktreife ist die Lösung aber nie gekommen. Und wie weit die Forschung inzwischen gediehen ist, will das Unternehmen derzeit auch auf Nachfrage nicht verraten.

Zu viele ungelöste Probleme und technische Fragen verzögerten einen schnellen Marktstart immer wieder. "Inzwischen sind die Elektronikhersteller mit ihren Ankündigungen vorsichtiger geworden", sagt Ulf Groos vom Fraunhofer-Institut ISE. Zu häufig habe man die eigenen Erwartungen nicht einhalten können. Doch die Vorteile, die die Brennstoffzelle im Vergleich zur Batterie bietet, habe man dennoch nicht abgeschrieben.

Technische Probleme verzögern den Marktstart

Die Wärmeentwicklung der Brennstoffzellen gehört bis dato immer noch zu einem großen Problem. Eine Herausforderung liege auch in der Miniaturisierung, sagt Groos: "Die Integration in die Geräte hinein steht bislang aus." Noch seien die Zellen viel zu groß, um in die immer kleineren Geräte zu passen.

Auch der Hersteller Toshiba präsentierte bereits vor einigen Jahren einen Brennstoffzellen-Akku, der allerdings noch so groß wie das Notebook selbst war. Auf absehbare Zeit rechnet Jörg Wirtgen, Fachredakteur der Zeitschrift c't, nicht mit einem Durchbruch: "Das dürfte noch mindestens fünf Jahre dauern, bis es marktreife Produkte geben wird." In der Zwischenzeit sieht Wirtgen eher eine Chance für Lithium-Polymer-Akkus, die derzeit in besonders flachen Notebooks wie Apples Macbook Air eingesetzt werden. Diese seien zwar noch etwas teurer in der Herstellung, könnten aber durch ihre Formbarkeit viel besser in die Geräte integriert werden als herkömmliche "Tonnen"-Akkus.

Brennstoffzellen auch als Ladegeräte

Alternativ zur integrierten Lösung arbeiten die Elektronikhersteller in den Forschungslabors weiter daran, die Brennstoffzelle in externen Ladestationen zu nutzen. Auch in diesem Bereich hatte Toshiba vor rund einem Jahr eine mobile Methanol-Brennstoffzelle als Ladegerät vorgestellt, das über den USB-Anschluss Handy und Laptop unterwegs auflädt. Als Probelauf wurden von den "Dynario" genannten Geräten rund 3000 Stück in den Handel gebracht. Seither ist es allerdings wieder still geworden.

Solange es nicht gelingt, die Brennstoffzelle in die Geräte zu integrieren, sei der Vorteil nur begrenzt, sagt Groos. Für externe Ladegeräte sehen Experten nur einen recht kleinen Markt. "Externe Lösungen sind eher für Arktis-Expeditionen interessant, auf denen man über Wochen an keiner Steckdose vorbeikommt", schätzt auch Wirtgen.

Mitte November brachte eine kleine Firma aus Kalifornien jedoch wieder Neuigkeiten in Sachen Entwicklung: Erste Produktankündigungen werde es in Kürze geben, teilte Lilliputian Systems mit. Das Start-up hat nach eigenen Angaben eine Technologie entwickelt, die auf dem Chip-Baustoff Silizium basiert und mit recylebaren Brennstoff-Kartuschen arbeitet.

Verglichen mit Lithium-Ionen-Akkus soll die Energiedichte der umweltfreundlichen Entwicklung fünf- bis zehnmal größer sein. Die Referenzdesigns sollen sowohl für externe Ladegeräte als auch für die Integration in Geräte wie Notebooks verwendet werden können. Das war im November auch auf das Interesse des weltgrößten Chipherstellers Intel gestoßen, der inzwischen Anteilseigner der kleinen Firma ist und Lilliputian mit einer kräftigen Finanzspritze unterstützt.