Forscher bauen Glukose-Brennstoffzelle mit der zehnfachen Kapazität von Lithium-Akkus

Für die Umwandlung in elektrische Energie nutzen sie 13 Enzyme. Außerdem ist Luftzufuhr nötig. Die amerikanischen Wissenschaftler glauben an einen Einsatz in elektrischen und elektronischen Kleingeräten schon in drei Jahren.

Forscher der Technischen Universität von Virginia in den USA haben eine Brennstoffzelle mit der zehnfachen Kapazität von aktuellen Lithium-Ionen-Akkus entwickelt, wie ExtremeTech berichtet. Technische Basis ist Zucker oder genauer das Monosaccharid Glukose, das schließlich auch Lebewesen als Energiespeicher nutzen.

Strukturformel von Maltodextrin (Grafik: Wikipedia)Strukturformel von Maltodextrin (Grafik: Wikipedia)

Ein Mensch kann aus einem Gramm Glukose 3,77 Kilokalorien Energie generieren. Einen ähnlichen Wert erreicht der Energiespeicher der Forscher mit 596 Ampèrestunden (Ah) pro Kilo Glukose. Um den Einfachzucker ähnlich effizient wie Lebewesen nutzen zu können, verwenden die US-Forscher 13 spezielle Enzyme.

Als Brennstoff kommt nach Versuchsreihen mit mehreren Glukosemischungen das nahezu geschmacksneutrale Maltodextrin zum Einsatz; zusätzlich erfordert der Umwandlungsprozess in elektrische Energie Sauerstoff.

Nun muss noch erforscht werden, wie stabil die Brennstoffzelle über eine Folge von Lade- und Entladevorgängen ist. Auch muss erst noch geprüft werden, ob sich der Energiespeicher auf eine Größe bringen lässt, die einen Einsatz in Elektrofahrzeugen sinnvoll macht. Primär hatten die Forscher aus Virginia vorerst kleinere Elektronikprodukte wie Tablets oder Smartphones oder auch Medizingeräte als Ziel ausgemacht. Forschungsleiter Y. H. Percival Zhang glaubt, dass das Produkt in drei Jahren marktreif sein wird.

[mit Material von Antony Ingram, News.com]

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15 Kommentare zu Forscher bauen Glukose-Brennstoffzelle mit der zehnfachen Kapazität von Lithium-Akkus

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  • Am 5. Februar 2014 um 22:43 von Frank

    Wenn aus Zucker und Sauerstoff nur Energie und Wasser werden, würde ich gerne mal erklärt bekommen, wohin der Kohlenstoff verschwindet.

    • Am 6. Februar 2014 um 14:26 von Laborian

      nun, ich würde mal sagen Statt Sauerstoff entsteht Co2. Biste nun zufrieden?

      • Am 6. Februar 2014 um 16:26 von Frank

        Klar. Gestern Abend stand in dem Artikel noch, dass nur Wasser als Abfallprodukt entstehen würde. Heute ist der Teil entfernt. Wahrscheinlich, weil das nicht stimmen kann.

  • Am 6. Februar 2014 um 0:05 von Joachim

    Das gleiche habe ich mich auch gefragt. Es müsste eigentlich noch CO2 entstehen durch die Oxidation von Glucose mit Sauerstoff.

  • Am 6. Februar 2014 um 1:46 von Besserwisser

    Der bleibt für das Wiederaufladen drin.

    • Am 6. Februar 2014 um 7:02 von Volker Hau

      Ich sehe für mich erst mal 2 Möglichkeiten.
      1. Das Co2 wird (wie auch immer…) „eingelagert.
      Erscheint mir persönlich kompliziert und eventuell ineffizient, wäre aber in bestimmten Situationen doch notwendig.
      2. Der Akku „atmet“. Funktioniert in der Natur bei Pflanzen ja auch…
      Gruß,
      Volker

    • Am 6. Februar 2014 um 8:40 von McNoise

      fetzt! :)

      • Am 6. Februar 2014 um 11:10 von Judas Ischias

        Das mit dem einlagern von Co2, wenn es denn wirklich passieren sollte, sehe ich aber nur kurzzeitig für möglich an. Denn egal, in welchem Zustand, es braucht Platz zur Lagerung. Oder die Aussenhülle wäre wie eine Membrane, wodurch das Co2 entweichen könnte.

  • Am 6. Februar 2014 um 7:45 von werner

    Im Originalartikel ( doi:10.1038/ncomms4026 ) steht nichts von „Akku“. Das ist eine Brennstoffzelle, und nicht wiederaufladbar im Sinne eines Akkus. Man kann jedoch „Brennstoff“ in Form einer 15%igen Maltodextrinlösung nachfüllen.

  • Am 6. Februar 2014 um 8:15 von Johann

    Der Artikel hinterläßt etlcihe Fachfragen. Das mit dem CO2-Fehler ist ja schon beschrieben. Aber ist es nun eine Brennstoffzelle oder ein Akku? Klingt nach ersteren, denn wie soll ein Aufladen funktionieren? Wie macht man mit Stromzuführ aus Wasser und CO2 Glukose?? In Pflanzenzellen ein extrem komplizierter Prozess, wenn man das beherrscht hat man eigentlich schon künstliche Photosynthese. Ich bin mir sicher, dass der Begriff „Akku“ falsch verwendet wurde und das System immer neue Glukose benötigt.

  • Am 6. Februar 2014 um 9:06 von Johann

    Habe mir die Originalveröffentlichung angesehen. Kein Wort von Akku dort. „This fuel cell is refillable with a solution of maltodextrin“ – Nachfüllbar, aber nicht elektrisch aufladbar.
    Denn wie soll ein Aufladen funktionieren? Wie macht man mit Stromzufuhr aus Wasser und CO2 Glukose?? In Pflanzenzellen ein extrem komplizierter Prozess, wenn man das beherrscht hat man eigentlich schon künstliche Photosynthese. Das System benötigt immer neue Glukose.
    Also: Der Titel dieses Artikels ist fachlich falsch. (Leider)

    • Am 6. Februar 2014 um 11:01 von Florian Kalenda

      Sie haben vermutlich Recht, Akku ist falsch. Danke für den Hinweis. Ich habe das korrigiert. Leider stand es schon im Titel der Originalveröffentlichung falsch.

  • Am 6. Februar 2014 um 11:28 von Marco

    „Lebewesen und Pflanzen“

    Gibts da neuerdings einen Unterschied?!?

    • Am 6. Februar 2014 um 11:39 von Florian Kalenda

      Nein, da war was überzählig!

  • Am 6. Februar 2014 um 20:53 von Aaber

    kcal=Ah???
    Der Größenwert der Energie ist gemäß SI-Einheitensystems in Joule anzugeben, kcal ist out und gesetzlich im Geschäftsverkehr seit 1971 nicht mehr zulässig.
    Ein Vorteil des SI-Einheitensystems ist, dass z.B. Energiewerte aus verschiedenen Bereichen vergleichbar sind (1kcal entspricht nicht einem Joule).
    Weiterhin beschreibt die Einheit Ah eine Ladungsmenge. Um den Größenwert der elektrischen Energie vergleichbar mit der chemischen Energie zu machen, bedarf es der Umrechnung der Einheit Ah in As (= 1 C oulomb) und der Angabe der Spannung.
    1 J = 1 A x s x 1 V

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