Wunschtraum: Handy ultraschnell laden
Einen Handy-Akku in 30 Sekunden zu befüllen, bleibt wohl noch lange Wunschdenken. Trotzdem ging für eine 18-jährige Nachwuchsforscherin ein Traum in Erfüllung.
Weil ihr Handy jeden Tag stundenlang ans Ladegerät muss, kam die 18-jährige US-Amerikanerin Eesha Khare auf die Idee, sich für einen von Intel gesponserten Forschungswettbewerb mit alternativen Energiespeichern zu beschäftigen. Für Ihre Arbeit (PDF-Datei) zu Superkondensatoren gewann sie auf der Intel International Science and Engineering Fair den mit 50.000 US-Dollar dotierten Young Scientist Award. Khare hat einen Superkondensator mit einem neuartigen Elektrodenmaterial gebaut: Es besteht aus Nanostäbchen mit Kernen aus hydriertem Titandioxid (H-TiO2) und Hüllen aus Polyanilin.
Superkondensatoren kommen bereits in vielen Bereichen – etwa bei energieautarken Systemen (Energy Harvesting) – zum Einsatz. Sie liefern eine sehr hohe Leistungsdichte. Khare spricht von 20,5 kW/kg. Folglich kann man Superkondensatoren mit enorm starken Strömen schnell laden. Auch halten sie viel mehr Ladezyklen aus als Akkumulatoren. Nach 10.000 Zyklen hatte die Zelle von Khare noch 67,5 Prozent ihrer ursprünglichen Kapazität. Die von ihr erzielte Energiedichte von 20,1 Wh/kg ist für einen Superkondensator ebenfalls beachtlich, allerdings speichern die Lithium-Ionen-Akkus aktueller Smartphones rund das sieben- bis achtfache pro Kilogramm. Deshalb ist der Ersatz von Akkus durch Superkondensatoren zurzeit nicht besonders attraktiv.
Viele Medien berichten derzeit nun darüber, dass sich Handys mit Superkondensatoren in weniger als 20 Sekunden laden ließen. Eine Beispielrechnung zeigt jedoch, dass das ein Wunschtraum ist und vermutlich auch bleibt: Ein Smartphone wie das Galaxy S4 hat einen 9,6-Wattstunden-Akku. Um diesen in einer halben Minute zu füllen, wäre bei einer Ladespannung von 5 Volt ein Strom von 240 Ampere nötig – falls man Wandlungsverluste ignoriert. In der Praxis dürfte sogar das Doppelte nötig sein, wie das von Samsung mitgelieferte 5-Volt-Netzteil zeigt: Es braucht bei einem maximalen Ladestrom von 2 Ampere rund 2 Stunden für einen kompletten Ladezyklus. Ströme von über 300 Ampere würden dicke, schwere Kabel und Steckverbinder erfordern.
Das schmälert die Leistung der 18-jährigen nicht, zumal sie selbst – im Unterschied zu vielen Berichterstattern – gar nicht behauptet, einen Wunderakku für Handys erfunden zu haben. Vielmehr spricht sie in einem Video ganz bescheiden davon, wie sehr sie sich gefreut hat, als ihr Kondensator eine LED zum Leuchten brachte. (bbe)
