Aktive Smartphonebenutzer werden zwangsläufig an eine Steckdose angeschlossen, wenn ihre Geräte aufgeladen werden.
Diese kostbaren Minuten können sich wie Stunden anfühlen. Aber wenn ein israelisches Startup seinen letzten Durchbruch schafft, können die Verbraucher in wenigen Sekunden aufladen und loslegen.
Die vom Nanotechnologieunternehmen StoreDot entwickelte Technologie wurde kürzlich auf dem Think Next-Symposium von Microsoft in Tel Aviv vorgestellt. Das neue Gerät basiert auf einem ziegelgroßen Batteriepaket, das nach Angaben des Unternehmens die elektrischen Ströme schneller als herkömmliche Lithiumbatterien transportiert. Wenn der Akku wie in diesem Video an eine externe Stromquelle angeschlossen ist, kann beispielsweise ein Samsung Galaxy S4 innerhalb von 30 Sekunden fast leer und vollständig entsaftet sein.
Es ist kein Geheimnis, dass die verhältnismäßig schrittweisen Fortschritte in der Lithium-Ionen-Batterietechnologie in den letzten Jahrzehnten wenig dazu beigetragen haben, mit einer neuen Generation von "intelligenten" stromhungrigen Mobilgeräten mit Wearables wie Smartwatches und Google Glass Schritt zu halten. Bisher waren die vielversprechendsten Bemühungen, die Batterielebensdauer zu verlängern, experimentelle Verbesserungen, die passiv Energie aus der Umgebung gewinnen, wie drahtloses Laden, Touchscreens mit eingebauten Solarzellen und piezoelektrische Systeme zur Absorption von kinetischer Energie.
Die neueste Erfindung des Unternehmens ist jedoch keine Batterie im herkömmlichen Sinne. Sie können sich Nanodot-Batterien als Standard-Energiespeicherzellen mit hoher Dichte vorstellen, die mit Elektroden kombiniert sind, die ähnlich wie Superkapazitäten funktionieren.
Entlang der Elektrodenspitze sowie innerhalb des Elektrolyts sind "Nanopunkte", 2 Nanometer lange Kristalle von etwa der Länge eines DNA-Strangs aus Myersdorfs als kostengünstiges organisches Material, das eine Ladung halten kann, eingebettet.
Die von Aminosäuren abgeleiteten Kristalle besitzen Eigenschaften, die es ihnen ermöglichen, sich selbst zu Quantenpunkten zusammenzusetzen. Nanopunkte strahlen bei rotem Licht auf natürliche Weise ein rötliches, grünliches oder bläuliches Licht aus, was sie zu einem idealen Ausgangsmaterial für OLED-Displays macht. Dies seien kostengünstigere Alternativen zu LED-Bildschirmen.
Wenn der Akku wieder aufgeladen wird, speichert er den anfänglichen Stromstoß an der Spitze und nicht direkt im Lithium, eine Methode, die die zehnfache Kapazität herkömmlicher Elektroden ermöglicht.
Die Nanodot-Batterie reduziert zwar nicht die Häufigkeit, mit der Geräte aufgeladen werden müssen, macht den Vorgang jedoch viel zeitsparender und stressfreier. Nur wenige Forscher sind diesen Weg gegangen, unter anderem aufgrund der inhärenten Einschränkungen der Batterietechnologie, die die Lade- und Entladerate von Zellen unter anderem aus Sicherheitsgründen sorgfältig einschränkt.
Obwohl das Produkt derzeit ein Prototyp ist, sagt CEO und Gründer Doron Myersdorf, dass das "nanodot" -Energiesystem bis 2016 einsatzbereit sein wird.
"Wir sind zuversichtlich, dass wir es auf den Markt schaffen", sagt er. „Wir haben bereits gezeigt, dass das Konzept funktioniert.“
Trotz des Durchbruchs von Myserdorf müssen Forscher eine Reihe von Problemen lösen, um die Technologie für die kommerziellen Märkte anzupassen. Der Kolumnist des Time Magazine, Jared Newman, schreibt unter anderem, dass sich die Nanobatterie viel schneller auflädt, dabei aber nicht so lange hält:
In der aktuellen Demo ist der Akku von StoreDot physisch größer als der im Samsung Galaxy S4, aber die Kapazität ist geringer. Während es also viel schneller aufgeladen werden kann, hält es bei einer Aufladung nicht so lange an. StoreDot arbeitet an der Kapazitätsfrage und hofft, sein Ziel zu erreichen, konventionelle Batterien innerhalb eines Jahres anzupassen. Das Ladegerät ist auch viel größer - obwohl StoreDot sagt, dass es daran arbeitet, die Größe zu reduzieren - und es wird ungefähr doppelt so teuer sein wie ein normales Ladegerät. Schließlich muss das Telefon selbst modifiziert werden, um einen hohen Strom während des Ladevorgangs aufzunehmen ...
Die Batterie zu verkleinern und gleichzeitig die Kapazität zu verbessern, ist eine Herausforderung, die Myersdorf größtenteils als "handhabbar" ansieht, da hauptsächlich die interne Chemie der Batterie optimiert werden muss. Sobald die Forscher die optimale Formel erarbeitet haben, können mit Nanodot-Batterien Tausende anstatt Hunderte Ladezyklen durchgeführt werden, ohne dass die Masse erhöht werden muss. Es sei jedoch nicht klar, wie lange die Batterie hält und wie viel sie die Verbraucher kosten wird.
Mit einem funktionierenden (wenn auch rauen) Prototypen, 6 Millionen US-Dollar und der Unterstützung eines großen, nicht genannten Smartphone-Herstellers scheint StoreDot zumindest weiter als mehrere andere Forschungsprojekte zu sein, die Speichersysteme neu erfinden wollen, die zunehmend überfordert werden.
"Wir arbeiten mit mehreren großen Spielern zusammen", sagt Myersdorf.
