Sony entwickelt Glukosebatterie
Die Batterie erzeugt Strom, indem Enzyme den zugeführten Zucker zersetzen, und liefert damit 50 mW – Weltrekord, sagt Sony.
Auch wenn an Lithiumionen-Akkus in absehbarer Zeit kein Weg vorbei führen wird, forschen die Unternehmen schon seit Jahren an Alternativen. Die Öffentlichkeit erfährt davon kaum etwas, es sei denn, die Firmen – in diesem Fall Sony – wollen das. Der Konzern gibt die Entwicklung einer neuartigen Batterie bekannt, deren Energie von Kohlehydraten stammt. Auf einer japanischen Website präsentiert Sony Details zum Funkstionsprinzip und zeigt in einem Video, wie vier dieser Batterien zusammengeschaltet einen Walkman versorgen.
Die Batterie hat den herkömmlichen Aufbau mit Anode, Kathode und Separator. An der Anode brechen Enzyme den von außern als Glukoselösung zugeführten Zucker auf. Zwei verschiedene Polymere sorgen dafür, dass sowohl die Enzyme an der Anode bleiben als auch ein Mediator. Dieser trennt Separator und Anode.
Die Enzyme spalten den Zucker unter anderem in Wasserstoffionen, also Protonen, und Elektronen auf. Der Separator aus Zellophan mit Stickstoffphosphat lässt vorwiegend Ionen durch, nicht aber die Elektronen. Auf der Kathodenseite oxidieren die Ionen mit Sauerstoff aus der Luft zu Wasser. Die Elektronen fließen über den Verbraucher als nutzbarer Strom ab. Für einen hohen Strom ist eine hohe Reaktionsrate notwendig. Dafür braucht die Zelle genügend Sauerstoff. Die Kathode besteht deshalb aus porösem Kohlenstoff, der viel Wasser und damit Sauerstoff speichern kann.
Eine Zelle liefert 50 mW bei einer Spannung von 0,8 Volt und passt in einen kleinen Würfel mit etwa vier Zentimetern Kantenlänge. Die Zuckerlösung muss extern zugeführt werden. Wegen der externen Quelle macht die Angabe der spezifischen Energie oder der Energiedichte wenig Sinn und ein Vergleich mit einer "All-in-One"-Lithiumionenzelle erübrigt sich.
Sony reklamiert immerhin für diese Art der Batterie den Weltrekord an Effizienz. Kritisch sei dafür die Konzentration der Zuckerlösung und vor allem die Parameter der Elektroden. Zum einen muss genügend Sauerstoff zugeführt werden, auf der anderen Seite müssen die Enzyme in genügend hoher Konzentration vorliegen und vor allem an der Anode bleiben.
Warum Sony zu diesem Zeitpunkt mit dem Zucker fressenden Würfel an die Öffentlichkeit geht, darüber kann trefflich spekuliert werden. Um das ramponierte Image nach den desaströsen Rückrufen von Notebook-Akkus aufzupolieren, taugen diese Forschungsergebnisse eher nicht. Interessanter ist vielmehr, dass Sony noch vor einiger Zeit mit Brennstoffzellen von sich reden machte, doch mittlerweile hört man von diesen potenziellen Lithiumionen-Nachfolgern kaum noch was. Noch vor zwei Jahren beeilten sich Sony, Toshiba und andere, ihre Prototypen mobiler Brennstoffzellen zu zeigen.
Die Funkstille hängt wohl unter anderem damit zusammen, dass solche Systeme nur eine Effizienz von rund 50 Prozent aufweisen. Mit anderen Worten: Die Energie, die sie beispielsweise für den Betrieb eines Notebooks generieren, geben sie nochmal in Form von Wärme ab – inakzeptabel für die meisten Mobilgeräte, deren Wärmedesign schon am Limit ist. Höchstens als externe Einheit kann man sich einen sinnvollen Einsatz vorstellen.
Ob Sonys Zuckerbatterie die mittlerweile umstrittene Lithiumionen-Technik ablöst, kann zu diesem Zeitpunkt nicht beantwortet werden. Weder gibt Sony die Lebensdauer der Zellen an, noch die Energiedichte. Das Funktionsprinzip lässt aber aufhorchen, denn der Vorrat an Zucker ist nahezu unbeschränkt, und wenn er einmal ausgeht, hat man ja vielleicht in Zukunft ein kompaktes Photosynthese-Kästchen dabei, das mit Sonnenlicht Glykose produziert. (jr)
