Willkommen in der Zukunft: Widex bringt revolutionäre Brennstoffzellen-Technologie zur Marktreife!

Für Smartphones gibt es erste Prototypen, im Automarkt eine Handvoll Modelle.

Immer wieder gibt es neue Forschungsergebnisse und Ansätze. Aber bis zur Massenmarkt-Tauglichkeit hat es bisher noch kein Produkt geschafft.

Das könnte sich nun ändern. Die Rede ist von Brennstoffzellen als Energielieferant.

Der dänische Hörgerätehersteller Widex A/S hat im Zuge der CES 2019 für sein vielversprechendes Produkt Widex Evoke mit Brennstoffzellentechnologie einen Best of Innovation Award erhalten. Im Sommer 2019 soll das Hörgerät für Endverbraucher verfügbar sein.

Erstmals stellte Widex das Konzept vor zwei Jahren auf verschieden Fachmessen vor. Schnell stellte sich heraus: Es handelt sich um mehr als visionäre Zukunftskonzepte. Bereits damals war die Entwicklung weit fortgeschritten.

Schon im Jahr 2011 hat sich Widex die Technologie patentieren lassen und seitdem sehr viel Zeit und Arbeit in die Entwicklung gesteckt. Die letzte Hürde war es, sämtliche Zulassungen für das neue Produkt zu erhalten.

Brennstoffzellen für Kleingeräte sind in der Lage, viele der Problematiken anderer Stromlieferanten zu lösen. Ein Einsatz vergleichbarer Technologien, beispielsweise in kabellosen Kopfhörern, Smartwatches oder Mobiltelefonen könnten in Zukunft zur Normalität werden.

Dieser Artikel beleuchtet, welche Vorteile Brennstoffzellen bringen und wie diese, speziell für Hörgeräte funktionieren.

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Konzeptbild (Quelle: hoorzaken.nl)

 

Umweltfreundlichkeit

Die Brennstoffzelle ist direkt in das Hörgerät integriert. Zum Nachfüllen wird das Gerät in einer speziell hierfür konzipierten Station platziert. Das Befüllen dauert cirka 20 Sekunden pro Hörgerät. In dieser Zeit werden etwa 200 Mikroliter Methanol in das Hörgerät gepumpt. Nun ist das Gerät für etwa 24 Stunden nutzbar. Das Methanol verbrennt im Hörgerät. Lediglich etwas Wasser und Kohlendioxid bleiben zurück. Der recycelbare Nachfüllbehälter hält circa einen Monat.

Alles in allem also eine sehr umweltfreundliche Technologie.

 

Warum Brennstoffzellen?

Bisher werden die meisten Hörgeräte mit Zink-Luft Batterien betrieben. Seit Vierzig Jahren ist sie die hauptsächliche Stromquelle für Hörgeräte. Neben ihrer robusten Bauweise und Zuverlässigkeit bieten sie eine hervorragende Leistung.

Seit etwa zwei Jahren kommen neue Technologien auf den Markt. Aber Warum?

Die Gründe liegen auf der Hand: Zum einen ist der Umgang mit Batterien beschwerlich. Das Wechseln der kleinen Knopfzellen ist gerade für ältere Menschen nicht immer einfach. Oft genug fehlt eine neue Batterie, wenn man sie gerade braucht.

Neue, technische Innovationen benötigen immer mehr Strom. Das Streamen von Audio Signalen, beispielsweise vom Smartphone in das Hörgerät reduziert die Lebensdauer einer Batterie nochmals deutlich. Das wiederum führt zu immer mehr Batterie-Müll.

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400 Batterien werden in sechs Jahren im Schnitt benötigt

Die Kapazität einer Hörgeräte-Batterie ist stark von äußeren Einflüssen abhängig. Bei niedrigen oder sehr hohen Außentemperaturen nimmt die Leistung deutlich ab.

Wiederaufladbare Geräte werden in allen Märkten immer mehr zu Standard. Batterien kommen kaum noch zum Einsatz. Batterien könnte es in Zukunft ähnlich ergehen wie zuletzt der Glühbirne. Ein EU-Verbot von Einwegbatterien wird seit einiger Zeit prognostiziert.

 

Hörgeräte-Akkus

Bisher haben Hörgerätehersteller Akkus als Alternative zur Batterie favorisiert. 2016 kamen die Konzerne Sivantos und Sonova mit ersten Lithium-Ionen Akku Geräten auf den Markt.

Der Nachteil der Akkus: Sie sind im Vergleich zur Batterie relativ groß. Außerdem dauert der volle Ladeprozess drei bis fünf Stunden.

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Akku-Gerät und Batterie-Gerät im Größenvergleich

Andere Typen, wie beispielsweise Silberoxid Akkus sind hingegen kleiner. Sie entsprechen in ihrer Größe einer klassischen Batterie. Hier sind geringe Lebensdauern und Memory Effekte von Nachteil. Meistens ist nach circa 400 Ladezyklen Schluss und die Akkus müssen erneuert werden.

Der Tank der Brennstoffzelle nimmt nicht mehr Platz als vergleichbare Batterien ein. Es sind ähnlich große Gehäuse wie bei “Batterie-Geräten” realisierbar. Lediglich die Lüftungsschlitze auf dem Gehäuse weisen auf die neue Technologie hin.

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Bildquelle: http://www.widex.pro

 

Die Funktion

Der volle Name der Brennstoffzelle ist „Direct Methanol Fuel Cell“ (DMFC). Sie ist eine sehr gute Alternative zur Einweg Batterie. Die Energiedichte von DMFCs ist um den Faktor drei größer als die einer Zink-Luft-Zelle. Eine DMFC besteht aus einer zentral leitenden Protonen Membran. Sie wird als Polymer-Elektrolyt-Membran (PEM) bezeichnet. Diese ist wiederum von einer Anode (dem Brennstoff) und einer Kathode (Luft) umgeben.

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Die Brennstoffzelle (Bild:WAS)

 

Die Methanol-Flüssigkeit wird an der Anode katalytisch oxidiert. Daraus werden die Elektroden extrahiert, die das Hörgerät mit Energie versorgen, während die Protonen durch die Membran zur Kathode gelangen. Hier verbinden sie sich mit dem Sauerstoff und den Elektronen und bilden Wasser. Durch Verwendung von Sauerstoff aus der Luft auf der Seite der Kathode kann die Zelle hauptsächlich aus Methanol bestehen, sodass die Brennstoffzelle eine hohe Energiedichte aufweist. Die Widex Brennstoffzelle liefert 250 mV-700 mV am Ausgang. Dies ist für ein Hörgerät zu wenig. Daher wird die Spannung mit einem DC / DC-Wandler auf 1,2 V gebracht. (Youtube Video)

 

Gamechanger?

Widex hat in die Entwicklung der Brennstoffzelle sehr viel investiert. Ich glaube, dass dies nicht umsonst war. Brennstoff könnte die Energiequelle der Zukunft werden. Nicht nur in Hörgeräten. Auch in Smartphones. Tests aus dem Jahr 2015 haben ergeben, dass mobile Display-Telefone bis zu einer Woche mit einer Brennstoff-Füllung auskommen. Auch in der Autoindustrie hat die Forschung in diese Richtung wieder an Fahrt aufgenommen. Hier kommt Wasserstoff als Brennstoff zum Einsatz.

Mich würde es freuen wenn eine Technologie, die erstmals in Hörgeräten zur Marktreife kam, auch andere Märkte erobert.

Zunächst bleibt aber abzuwarten wie die Hör-Branche diese innovative Technologie aufnimmt.

Quelle: Widex Audiological Summit; www.hoorzaken.nlglobal.widex.com

Ein Kommentar zu „Willkommen in der Zukunft: Widex bringt revolutionäre Brennstoffzellen-Technologie zur Marktreife!

  1. Einige der angeblichen Fakten sind sehr verwunderlich:
    Höhere Energiedichte? 200 ml Methanol reichen aus für 24 Stunden – eine Zink-Luft-Batterie reicht mehrere Wochen.
    PEM = Proton Exchange Membran
    Der Wirkungsgrad der DMFC liegt bei 20 bis 30 % – unwesentlich weniger schlecht als Photovoltaik.
    Ein Zink-Luft-Batterie-Blister kann übrigens immer als Reserve mitgeführt werden.

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