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Wie lassen sich brennende Batterien verhindern?

von Benedikt Plass-Fleßenkämper
Das brennende Samsung Galaxy Note 7 zeigt: Smartphone-Hersteller haben ein Problem. Die Geräte müssen immer leistungsfähiger und dünner werden, doch die Lithium-Ionen-Akkus stoßen dabei an ihre Grenzen. Einen Ausweg sollen alternative Batterietechnologien bieten, an denen weltweit Wissenschaftler arbeiten. WIRED stellt einige Konzepte vor.

Es ist ein Debakel für Samsung: Nachdem einige Smartphones vom Modell Galaxy Note 7 brannten, hat das südkoreanische Unternehmen Produktion und Verkauf seines neusten Top-Smartphones offiziell gestoppt. Der Grund für die Probleme: Fehlerhafte Lithium-Ionen-Akkus, die sich überhitzen, verschmoren und dann das ganze Phablet in Rauch aufgehen lassen.

Kein neues Problem für Gadget-Produzenten: Außer Samsung hatten auch Dell, Sony und Apple in der Vergangenheit schon mit brennenden Batterien zu kämpfen. Weil gerade Mobiltelefon-Hersteller immer leistungsfähigere und dünnere Modelle auf den Markt bringen wollen, kommt es zu Problemen – eben wie bei der Fertigung des Galaxy Note 7. Mehr Power, mehr Laufzeit, mehr Geschwindigkeit, aber weniger Gewicht und dünnere Komponenten – alles möglichst kostengünstig: Das Wettrennen um das beste Smartphone und damit um die Marktanteile fordert seinen Tribut.

Dabei ist der verbaute Energiespeicher ein wichtiger Dreh- und Angelpunkt. Laut einer Nutzerumfrage des Statistik-Portals Statista wünschen sich 63 Prozent der Befragten eine deutlich längere Akkulaufzeit für ihr nächstes Smartphone. Um das zu erreichen, gibt es zwei Lösungen: Der Energieverbrauch muss gesenkt und/oder der Output der Akkus deutlich erhöht werden. Beides benötigt bessere Technologien. In der Batterietechnik gibt es seit vielen Jahren verschiedene Ansätze, um die Leistung zu erhöhen.

MIT-Wissenschaftler etwa experimentieren mit neuen Strukturen, sogenannten Metal-Organic Frameworks (MOF). Diese nanoporösen Werkstoffe wurden von CNET schon als „die Batterien der Zukunft“ bezeichnet. Doch die sind noch weit von einer Serienreife entfernt.

Ähnlich sieht es bei dem potenziellen Wunder-Akku aus den USA aus, der im vergangenen Jahr für ein großes Medienecho sorgte. Er besteht aus Aluminium und Graphit sowie einem speziellen Salz. Damit bringt er bessere Leistungen als die aktuellen Lithium-Ionen-Batterien. Auch chinesische und deutsche Forscher arbeiten mit diesen Bausteinen, um sogenannte Dual-Ionen-Akkus herzustellen.

Andere Konzepte sehen vor, dass Magnesium und Pyrit oder Zink und Mangan zum Einsatz kommen. Sony arbeitet hingegen an einer Lösung mit Lithium und Schwefel. Und der Wissenschaftler Peter Bruce von der Edinburgh and St. Andrews Research School of Chemistry favorisiert Batterien auf Lithium-Sauerstoff-Basis.

Neben der Frage, woraus der leistungsfähige Akku der Zukunft bestehen könnte, damit er kleiner, leichter und auch kostengünstiger wird, beschäftigten sich Entwickler noch mit anderen Herausforderungen: Wie kann man die tragbaren Batterien wieder aufladen? Muss es immer die Steckdose sein? Mittlerweile existieren zahlreiche Lösungen, die teilweise kuriose Züge annehmen.

Während die Firma SunnyBAG, bekannt durch die TV-Show Die Höhle der Löwen, auf tragbare und robuste Solarpanelen setzt, sehen andere Tüftler den Menschen als Energiequelle. Zum Beispiel Choi Hyung-Suk und Yun Jung-Sik, die sich Solution Units ausdachten. Und Blackberry, ehemals Research in Motion (RIM) genannt, reichte 2009 ein Patent für selbstladende Handys ein.

Die neuen Akku-Technologien, an denen weltweit geforscht wird, klingen vielversprechend wie innovativ, doch die perfekte Alternative zum Lithium-Ionen-Speicher scheint noch nicht gefunden.

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