Forscher basteln an Mini-Gasturbine fürs Handy

Forscher am Massachusetts Institute of Technology haben eine winzige Gasturbine entwickelt, die künftig den Akku in Handys oder Laptops ersetzen könnte. Ein 20-köpfiges Team rund um Alan Epstein konstruierte die Mini-Turbine, die gerade einmal 25 Millimeter groß ist. Das Gerät mit etwa demselben Gewicht von einem Akku soll die zehnfache Energie erzeugen und damit die mobilen Endgeräte deutlich länger unabhängig von der notwendigen Stromversorgung machen, so die Forscher.

Finanziert wurde die Forschung vom US Army Research Laboratory. Wie viele andere technische Entwicklungen hat auch diese einen militärischen Hintergrund, denn der Soldat im Feld trägt zunehmend mehr Ausrüstung mit sich, die auf eine Stromversorgung angewiesen ist. Die Mini-Gasturbine soll hier einige Kilogramm Batterien ersetzen und macht den Soldaten für längere Zeit unabhängig von der Steckdose.

„Große Gasturbinen können eine ganze Stadt mit Energie versorgen. Wir haben sie miniaturisiert und können damit das Strombedürfnis von einer Person abdecken“, erklärt Epstein. Der Aufbau des Mini-Kraftwerks ähnelt dem großen Vorbild. Man benötigt einen Kompressor, eine Verbrennungskammer, eine Turbine und weitere Komponenten, die auch im großen Kraftwerk zu finden sind. Dennoch handelt es sich dabei nicht einfach um kleinere Modelle, denn eine Herstellung der Komponenten aus Metall sei in diesen Dimensionen nicht durchführbar, so Epstein. Stattdessen sind Turbine und andere Komponenten wie ein Computerchip aus Silizium geätzt.

Das Minitriebwerk besteht aus sechs Silizium-Wafern, die übereinander gestapelt und verbunden sind. Aus einem Wafer werden dabei zu 100 Komponenten gleichzeitig gebaut. Die Turbine soll bis zu 20.000 Umdrehungen pro Sekunde erreichen und der Minigenerator dadurch zehn Watt Strom erzeugen. Gekühlt wird das Minikraftwerk mit Luft. Ein Problem steht jedoch noch vor seiner Lösung: der Zusammenbau. „Natürlich muss das heiße Gas aus der Verbrennungskammer die Turbine antreiben und damit Strom erzeugen“, so Epstein. Wie dies genau umgesetzt werden soll, ist noch nicht ganz klar. „Das ist noch eine Herausforderung, die wir jedoch bis Ende des Jahres lösen werden“, ist der Forscher überzeugt.

Bislang funktionieren alle Einzelteile separat. Die komplette Turbine samt Stromgenerator soll Ende 2006 zum Laufen gebracht werden. Die Forscher gehen davon aus, dass bei Massenproduktion derselbe Strompreis erreicht werden kann, wie mit einer großen Gasturbine.