Ameisen-Kraftpakete

Früher waren Mobiltelefone nur Telefone, aber jetzt sind sie auch Organizer, Webbrowser, Kameras und Musikplayer. Da sich die stromhungrigen Funktionen häufen, wird es schwieriger, Telefone mit Batterien zu betreiben. Die Hersteller von Mobiltelefonen haben gehofft, dass Mikrobrennstoffzellen – winzige Versionen der Geräte, die als Quelle für sauberen Strom für Autos angepriesen werden – die Antwort sein würden. Aber Probleme mit Größe und Leistung haben frühe Versionen auf Methanolbasis in akademischen und industriellen Labors zum Stillstand gebracht. Renew Power, ein Spin-off der University of Illinois in Urbana-Champaign, wendet sich daher der Ameisensäure zu, der Chemikalie, die von schwarzen Ameisen auf den Angriff versprüht wird.

In diesem Frühjahr begannen die Ingenieure des Unternehmens, mit ihrer Brennstoffzelle auf einem Nokia-Telefon zu telefonieren. Wir sind die ersten, die demonstrieren, dass wir ein Mobiltelefon mit einer Brennstoffzelle betreiben können, die tatsächlich in das Telefon passt, sagt Richard Masel, Mitbegründer und Chief Technology Officer von Renew.

Ausverkauf oder Retter?

Diese Geschichte war Teil unserer Ausgabe vom September 2004



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Es bedurfte einiger internationaler Manöver, um an diesen Punkt zu gelangen. Im Jahr 2003 halfen ehemalige Führungskräfte des kanadischen Brennstoffzellenentwicklers Ballard Power Systems bei der Gründung von Tekion in Vancouver, British Columbia, um Brennstoffzellentechnologien zu lizenzieren und zu entwickeln. Eine Suche nach vielversprechenden neuen Ansätzen zur Stromversorgung von Mobiltelefonen und anderer tragbarer Elektronik führte Tekion zu den Ameisensäure-Brennstoffzellen, die Masel an der University of Illinois entwickelte. Aber die Forschung sei von der US-amerikanischen Defense Advanced Research Projects Agency finanziert worden, so dass sie auf keinen Fall nach Vancouver kommen würde, sagt Tekion-Mitbegründer und CEO Neil Huff. Also gründeten die Gründer von Tekion und Masel Renew Power als US-Tochtergesellschaft des Unternehmens. (Huff fungiert auch als CEO von Renew.) Tekion und IllinoisVentures, ein staatlicher Risikokapitalfonds, haben 1,8 Millionen US-Dollar in Renew investiert, und Huff hofft, bis Anfang 2006 mit der Pilotproduktion von Brennstoffzellen für Mobiltelefone beginnen zu können.

Von allen Märkten für Mikrobrennstoffzellen seien Handys der Hauptgewinn, sagt Atakan Ozbek, Vizepräsident für Energieforschung beim Technologieforschungsunternehmen ABI Research in Oyster Bay, NY. Das Potenzial ist riesig. Fast 500 Millionen Handys wurden letztes Jahr verkauft, und in diesem Jahr werden die Verkaufsprognosen sogar noch höher ausfallen. Doch Unternehmen, die diesen Preis gewinnen wollen, stehen vor großen Herausforderungen. Özbek sagt zum Beispiel, wenn ein Handy im Standby-Modus ist, verbraucht es fast keinen Strom. Sobald Sie jedoch einen Sprachanruf erhalten, wird dieser erhöht. Mit dieser dynamischen Änderung des Leistungsbedarfs können Brennstoffzellen normalerweise nicht gut umgehen, sagt er.

Noch vor drei Jahren erwarteten Branchenbeobachter, dass Unternehmen wie Samsung bis 2003 mit Methanol betriebene Mobiltelefone verkaufen würden. Aber Probleme mit dem dynamischen Strombedarf sowie mit der Betriebstemperatur und -größe haben ihre Entwicklung behindert, und keines hat es vom Labor in den Laden geschafft .

Die Verwendung von Ameisensäure als Brennstoff kann all diese Probleme lösen, sagt Masel. Obwohl Ameisensäure pro Molekül weniger Strom liefert als Methanol, kann sie Energie schneller liefern als eine vergleichbare Methanol-Brennstoffzelle, wodurch das Problem der dynamischen Leistung umgangen wird. Ameisensäure-Brennstoffzellen funktionieren auch bei Raumtemperatur einwandfrei; Um die gleiche Leistung zu erreichen, müssen Methanolbrennstoffzellen bei heißen 60 °C und mehr arbeiten – unpraktisch für ein Gerät, das in Ortsbrust eingesetzt wird. Und Methanol muss in Brennstoffzellen verdünnt eingesetzt werden; Die Handhabung erfordert winzige Pumpen und Rohre, die die Größe der Geräte erhöhen. Ameisensäure hat dieses Problem nicht, daher benötigen die Brennstoffzellen von Renew keine beweglichen Teile – nur eine austauschbare Tankpatrone.

Eine einzelne Patrone soll ein Handy mindestens doppelt so lange mit Strom versorgen wie ein heute üblicher Lithium-Ionen-Akku, sagt Huff. Einige Experten sind jedoch skeptisch, dass Ameisensäure Methanol in tragbare Elektronik schlagen wird. Zwei der größten Probleme des Kraftstoffs sind Verfügbarkeit und Toxizität, sagt Paul Kohl, Direktor des Georgia Tech Center for Innovative Fuel Cell and Battery Technologies. Methanol ist ein reichlicherer Kraftstoff als Ameisensäure. Sie können es im Drogerieregal kaufen, sagt er. Und ich kann meine Hände in Methanol waschen; Ameisensäure kann ich nicht, weil die konzentrierte Säure seine Haut verbrennen würde.

Wie vorhersehbar, ist Renew Power auf einem guten Weg, solche Probleme zu lösen. Die eigentliche Konkurrenz sind laut Huff leistungsstarke, etablierte Lithium-Ionen-Akkus. Da Mobiltelefone jedoch immer komplexer werden, sollte der Bedarf an mehr Leistung auf kleinem Raum die Industrie schließlich in Richtung Brennstoffzellen treiben. Als erstes Unternehmen mit einer Brennstoffzelle, die in ein Telefon passt, könnte Renew Power an die Spitze der Liste setzen.

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