Monatelang in der Stratosphäre: Harvard nennt 500 Wh/kg als Batterieziel für Solarflieger
Unbemannte Solarflugzeuge könnten wochen- oder monatelang Klima- und Wetterdaten sammeln. Dafür brauchen ihre Akkus laut einer Harvard-Studie etwa die doppelte Energiedichte heutiger E-Auto-Batterien.
Grafik: TERRA WORLD NEWS (eigene Darstellung nach den genannten Quellen)
Solarbetriebene, unbemannte Flugzeuge sollen in der Stratosphäre – etwa doppelt so hoch wie die rund 30.000 Fuß (gut 9 Kilometer) Reiseflughöhe von Verkehrsjets und über dem Wetter – wochen- oder monatelang kreisen. Tagsüber lädt überschüssiger Solarstrom die Batterien, nachts fliegen sie allein damit. Zum Vergleich: Das NASA-Höhenforschungsflugzeug ER-2 bleibt mit Pilot nur sechs bis acht Stunden in der Luft, bei Kosten von mehreren zehntausend Dollar pro Flugstunde.
Forschende der Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) haben gemeinsam mit der University of Michigan und Industriepartnern Leistungsziele für solche Akkus berechnet; die Studie erschien in „ACS Energy Letters“ (DOI 10.1021/acsenergylett.6c01616), Harvard stellte sie am 28. Oktober vor. Als wichtige Schwelle nennen sie eine Energiedichte von 500 Wattstunden pro Kilogramm. Heutige E-Auto-Batterien liegen bei etwa 250, experimentelle oder spezielle Zellen bei rund 400 Wattstunden pro Kilogramm. Weil die Flugzeuge wenig Leistung, aber viel gespeicherte Energie brauchen, sollten Entwickler vor allem auf Energiedichte statt auf Leistungsdichte setzen.
„Wir sind fast da“, sagt Studienleiter Craig Mascarenhas. „Diese Zellen sind derzeit sehr teuer, aber sie werden sehr schnell billiger.“ Die Arbeit entstand im Labor des Atmosphärenchemikers Jim Anderson, der den Harvard-Zweig des von der NASA geförderten Verbunds SACOS leitet. Einsatzfelder wären laut Harvard Atmosphärenchemie, die Verfolgung von Hurrikans sowie die Beobachtung und Vorhersage von Waldbränden.