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Mobile Kraftwerke

17.10.2008 | 08:40 Uhr |

Obschon sie kleine Wunderwerke der Technik und ausgefeilt wie nie sind, haben auch heute gebräuchliche Akkus ihre Einschränkungen. Die Entwicklung ist noch lange nicht abgeschlossen. Wir geben Ihnen hier einen Einblick in die verschiedenen Akku-Technologien.

Moderne Akkus sind das Herz mobiler Geräte. Sie ermöglichen Smartphones Standby-Zeiten von 20 Tagen, halten Business-Notebooks einen kompletten Arbeitstag am Leben und bedienen den Energiehunger jedes mobilen Geräts. Lediglich die stärksten Gaming-Notebooks reduzieren im Akkubetrieb die Leistung ihrer Komponenten, um mit ihrer extremen Stromaufnahme keinen Schaden am Energiespeicher zu verursachen.

Arbeitsprinzip
Das Prinzip ist immer das Gleiche: Akkus erzeugen in einem chemischen Prozess durch vom Minus- zum Pluspol laufende Elektronen elektrische Energie. Leistung und Effizienz werden durch das begrenzte Volumen der Energiezellen und das eingesetzte chemische Verfahren definiert. Abhängig von diesen Parametern können Akkus über eine bestimmte Zeit Energie liefern und bestimmen so je nach Energieverbrauch des betreffenden Geräts seine Laufzeit.

Idealerweise erfüllen Akkus folgende Kriterien: Hohe Leistung und lange Laufzeit, geringes Gewicht und Volumen, schnelle Aufladung, hohe Anzahl von Ladezyklen (Lebensdauer), niedriger Produktionspreis und unproblematische Entsorgung.

Vergangenheit: Akku-Altlasten
Blei-Säure: Blei-Säure-Akku sind der Ursprung aller wiederaufladbaren Energiespeicher. Sie können bei geringen Kosten viel Energie aufnehmen, sind auf Grund ihres großen Volumens und Gewichts aber ungeeignet für den Einsatz in mobilen Endgeräten. Blei-Säure-Akkus haben eine Energiedichte von etwa 30 Wh/kg.

Nickel-Cadmium (NiCd): Nickel-Cadmium-Akkus wurden in den 1980ern in mobilen Geräten genutzt. Sie sind bei gleicher Leistung deutlich kleiner als Blei-Säure-Akkus, können kurzfristig eine sehr hohe Energieabgabe realisieren, haben einen geringen Herstellungspreis und können sehr oft geladen werden. Ihre Entsorgung ist auf Grund des hochgiftigen Schwermetalls Cadmium aber sehr aufwändig, weswegen sie EU-weit verboten sind. Sie haben eine Energiedichte von 40 bis 60 Wh/kg.

Nickel-Metallhydrid (NiMH): Die 1990 bis 1996 in Notebooks gebräuchlichen NiMH-Akkus versorgten selbige bei gleichem Gewicht und Abmessungen wie NiCd-Akkus auf Grund der höheren Energiedichte spürbar länger mit Strom und sind nicht so umweltschädlich. Dafür können sie bei weitem nicht so oft geladen werden und verfügen recht schnell nur noch über einen Bruchteil der ursprünglichen Ladekapazität. Sie weisen eine Energiedichte von 60 bis 80 Wh/kg auf.

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