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Mittwoch, 19. Dezember 2018

Batterie-Leben

Gepostet durch Admin am Dienstag, 3. November, 2009

The Swiss Inventor Eduard Haas

Der Schweizer Erfinder Eduard Haas

Meine Beziehung zu Batterien gestaltete sich etwas speziell, als ich vor einigen Jahren den mehrfach ausgezeichneten Erfinder Eduar Haas traf. Er hatte eine Batterie entwickelt und patentiert (Schweizer Patent No. CH 690 081 erteilt am 14/04/2000), die aus Karbon (Graphit) – und Magnesiumplatten bestand, und die einen gleichmässigen Strom abgab, wenn Wasser eingefüllt wurde. Idealerweise gab man ein bisschen Tafelsalz dazu, um die elektrolytische Eigenschaft zu verbessern. Eine solche Zelle produzierte eine Spannungsdifferenz von etwa 1.5 Volt ungeachtet deren Grösse, aber die Stromstärke (Ampère) nahm mit der Grösse zu. Verschiedene Messerwerte wurden mit verschiedenen Arten von Elektrolytflüssigkeiten gemessen. Der Name „Batterie“ ist eigentlich ungenau für dieses Gerät, weil der Begriff „Batterie“ einfach eine Anordnung von mehreren Zellen beschreibt und umgangssprachlich meint man mit Batterie eine Vorrichtung, die Strom abgibt, bis sie verbraucht ist und weggeworfen bzw. neu aufgeladen werden muss. Einige Batterietypen müssen vor dem Erstgebrauch im Werk vom Hersteller aktiviert werden, damit sie eine Ladung halten – seine Erfindung jedoch produzierte sofort Strom, wenn ein flüssiger Elektrolyt zugegeben wurde. Die korrekte Bezeichnung für ein solches Gerät ist „galvanisches Element“, aber diese Unterscheidung ist eher unwichtig für den Laien, weil das Gerät wie eine normale Batterie kontinuierlich Gleichstrom abgibt bis entweder die Elektrolytlösung mit Magnesiumoxid gesättigt ist und die Spannung langsam abfällt bis das Gerät „leer“ ist, oder bis eine der Elektroden verbraucht ist. In der Haas Zelle funktioniert nicht nur Wasser als Elektrolyt, sondern auch Fruchtsaft, Bier, Meerwasser oder andere Flüssigkeiten (selbst Urin würde gehen).

Assembly of electrodes

Anordnung der Elektroden

Die Vorteile einer solchen Zelle über konventionelle Blei-Säure Batterien ist offensichtlich: Die benutzten Elemente zeigen keine giftigen Eigenschaften gegenüber der Umwelt und sie können leicht ausgetauscht werden (lediglich ein Satz Magnesiumplatten muss ausgetauscht werden, da die Kohleplatten sich nicht leicht abnutzen) und die Zelle kann in einem Augenblick aufgefrischt werden – sobald die Ausgangsleistung sich verringert muss einfach nur der Elektrolyt – Wasser – gewechselt werden, um das Modul wieder zu seiner vollen Leistung zu bringen! Obwohl die Haas Zelle viel leichter ist als ein schwerer Bleiakku, würde die geringere Energie-Dichte vermutlich grössere oder mehr Zellen erfordern, um dieselbe Ausgangsleistung zu erzeugen. Somit kann das Gewicht nur bedingt als weiterer Vorteil angeführt werden.

Battery prototype consisting of several cells

Batterie Prototyp bestehend aus mehreren Zellen

Eduard (Edi) Haas kaufte sich ein Elektofahrzeug der Marke Skoda und ersetzte die Blei-Säure Akkus mit 13 seiner Magnesium-Wasser Batterien. Er ordnete diese so an, dass er einfach nur Wasser in eines der Module giessen musste, und dieses floss dann in die anderen Zellen über. Natürlich würde eine Pumpe diese Aufgabe am Einlass übernehmen und seine Idee war, dass ein gesteuertes Ventil an einer bestimmten Stelle das Wasser wieder abliess, wann immer die Sättigung des Elektrolytes die Ausgangsleistung verminderte. Der Motor des Autos lief mit einer Spannung von 84 Volt und erzeugte eine Leistung von 15,4 kW. Um diese Leistung zu erreichen war ein Strom von 183 Ampère vonnöten. Um die richtige Spannung und Stromstärke zu erzielen, war ein Satz kleinerer Batterien für die Erzeugung der Volt in Serie geschaltet, und grössere Module waren parallel verbunden, um die Ampère-Zahl zu erhöhen.

The electric Skoda at the workshop

Der elektrische Skoda in der Werkstatt

Er erzählte mir diese Anekdote: Die Polizei hatte ihn angehalten, als er eine Testfahrt ohne Nummernschilder durchführte, weil die behördliche Zulassung für das Fahrzeug noch nicht erteilt war (Anmerkung: in der Schweiz verbleiben die Kennzeichen mit dem Halter und werden bei einem Handel nicht mit dem Fahrzeug übertragen). Er erklärte dem Polizisten, dass er das Fahrzeug nur ausprobieren wollte und dass die Prüfung für die Zulassung gerade bevorstand. Natürlich akzeptierte der Polizist diese Erklärung nicht und wollte ihn büssen. Herr Haas sagte ihm daraufhin, dass das eigentlich eine willkommene Busse war, weil diese beweisen würde, dass er mit Wasser rumgefahren ist. Der Polizist kratzte sich am Kopf, verzichtete auf die Ausfertigung des Bussenzettels und eskortierte ihn stattdessen zurück in seine Werkstatt.

Eduard (Edi) Haas in his workshop

Eduard (Edi) Haas in seiner Werkstatt

Als ich Eduard Haas traf, war er ziemlich am Boden zerstört. Er hatte ein Schweizer Patent angemeldet, aber wegen Geldmangel hatte er es versäumt, den internationalen Patentschutz zu beantragen. Ausserdem hatte er keine Mittel übrig, um die Zelle zur Feststellung der technischen Parameter einer offiziellen Prüfung zu unterziehen, und er war mit mehreren Parteien über eine Lizenzierung der Technologie am verhandeln, wovon offensichtlich einige versuchten, die gesamten Angaben zu seiner Idee umsonst zu kriegen. Ich habe ein Treffen organisiert zwischen Haas und jemandem, der für eine weiteres Vorgehen die nötigen Mittel hätte aufbringen können, aber dieser potentielle Investor verlor das Interesse, nachdem ihm einer seiner Bekannten, der an der Eidgenössisch Technischen Hochschule in Zürich forschte, erklärte, dass Magnesium als Elektrode problematisch sei und sich inkonsistent verhalte. Allerdings war dies eine inoffizielle Erklärung und die Zelle wurde nie richtig getestet. Obwohl ich Edi mit etwas Geld aushalf, damit er seine dringendsten persönlichen Verpflichtungen erfüllen konnte, war es mir nicht möglich, die weitere technische Entwicklung zu finanzieren und schliesslich fand ich mich dabei, wie ich versuchte, seine Gläubiger hinzuhalten und jeden anrief oder anschrieb, von dem ich mir vorstellen konnte, dass er eine Möglichkeit hätte, die weitere Entwicklung zu unterstützen.

Dies war von Anfang an ein verlorenes Unterfangen. Eduard Haas wurde zunehmend verzweifelt, weil seine Bank nicht willig war, länger auf die ausstehenden Zahlungen für seine Hypothek zu warten und ihm mit Pfändung des Hauses drohte. Er rief mich so einmal die Woche an, um sich nach guten Nachrichten zu erkundigen oder nach etwas Geld zu fragen, und ich fühlte mich zunehmend entmutigt mit der hoffnungslosen Suche nach Geldgebern, weil ich nur vage Angaben zu einem ungeprüften Produkt und einen unzureichenden Patentschutz anzubieten hatte. Wen immer ich kontaktierte winkte ungläubig ab und die Gläubiger wurden langsam mit mir ungeduldig, weil ich sie um Geduld gebeten hatte.

Zu einem gewissen Zeitpunkt riss der Kontakt ab. Ich weiss nicht, was mit Eduard Haas geschehen ist – aber ich vermute, dass er sich entschieden hatte, seine Probleme hinter sich zu lassen und in die nächste Dimension zu flüchten, wie er es manchmal zu Zeiten seines grössten Frustes ankündigte.

Nun – einige Zeit später – hat der japanische Erfinder Susumu Suzuki ein ähnliches Prinzip vorgestellt: Eine Batterie, die mit Wasser läuft und einfach wieder aufgeladen werden kann, indem man etwas Wasser in die 1.5 Volt AA oder AAA Zellen einträufelt. Das Produkt wird unter dem Namen NoPoPo (http://www.aquapowersystem.com) vermarktet und ist von der Öffentlichkeit mit Erstaunen aufgenommen worden. Obwohl das Produkt nicht dieselbe Energiedichte, wie eine Alkaline Batterie hat, ist es dennoch sehr geeignet für elektronische Geräte, die eine geringe Stromaufnahme haben und eine Zelle kann 4 bis 5 mal neu aufgeladen werden, indem man einfach ein paar weitere Tropfen Wasser (oder andere Flüssigkeiten) zugibt.

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