Fast monatlich werden neuartige Batterien aus Industrie und Forschung der Öffentlichkeit vorgestellt. Im Vergleich zu ihrem tatsächlichen Potenzial wirken selbst die hochleistungsfähigen Energiespeicher der Moss Landing Energy Storage Facility in den USA, die eine Kapazität von 1.200 Megawattstunden besitzen, fast rudimentär. Mikro-Schwarze Löcher könnten diese Situation jedoch revolutionieren.

Batterien mit Mikro-Schwarzen Löchern

Bei einem Mikro-Schwarzen Loch, auch Schwarzes Quantenloch genannt, handelt es sich um ein bislang hypothetisches Objekt. Es verfügt über eine geringere Masse als die Sonne und ist damit klein genug, dass quantenmechanische Effekte eine entscheidende Rolle spielen. Stephen Hawking schlug ihre Existenz im Rahmen jener 1974 veröffentlichten Arbeit vor, in der er auch die Hawking-Strahlung beschrie. „Ein solches Schwarzes Loch mit einer Masse von weniger als 10¹⁵ g wäre bereits verdampft“, so der Physiker. Das entspricht 1.000 Millionen Tonnen und damit nur einem winzigen Bruchteil der Masse der Sonne.

Allerdings könnten diese Objekte, wie man heute vermutet, nicht ausschließlich in der Natur auftreten. Man geht davon aus, dass sie beispielsweise durch Teilchenkollisionen im Large Hadron Collider (LHC) des Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire (CERN) entstehen könnten. Selbst wenn dem so wäre, würden aber auch sie unmittelbar verdampfen, schreibt die Forschungseinrichtung. Ließen sie sich doch erhalten, könnte das einige wesentliche Vorteile haben – unter anderem für Batterien.

Zwei Physiker haben die Energiepotenziale mikroskopischer Schwarzer Löcher auf Basis Albert Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie untersucht, die als extrem dichte Energiespeicher dienen könnten. Diese geladenen, winzigen Schwarzen Löcher könnten in Zellen gepackt werden, wobei ihre elektromagnetische Abstoßung die Schwerkraft ausgleicht und so eine stabile Form der Energiespeicherung ermöglicht. Bei einer kontrollierten Verschmelzung solcher entgegengesetzt geladener Schwarzer Löcher könnte eine immense Menge sauberer Energie freigesetzt werden.

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„Genug Energie für eine Familie über Generationen hinweg“

„Die heutigen Batterien sind im Vergleich zu ihrem eigentlichen Potenzial extrem ineffizient, und wir stehen wahrscheinlich erst am Anfang einer Batterierevolution“, schreiben Espen Haug, theoretischer Physiker und Finanzanalyst an der Norwegischen Universität für Biowissenschaften, und Gianfranco Spavieri, Physiker an der Universität der Anden in Venezuela, in ihrer veröffentlichten Studie.

Die effizientesten Lithiumbatterien verfügen über etwa 954.000 Joule Energie pro Kilogramm Masse. Eine Mikrobatterie mit einem Gewicht von nur einem Kilogramm könnte „genug Energie für eine Familie über Generationen hinweg“, meint das Duo. Das entspricht knapp dem 470 Millionen-Fachen der Energie einer Lithiumbatterie mit einem Gewicht von 200 Kilogramm.

„Auch wenn ein solcher technologischer Fortschritt sicherlich nicht unmittelbar bevorsteht, ist es nicht undenkbar, dass die Entwicklung der Batterietechnologie einen ähnlichen Verlauf nehmen könnte wie die der Computertechnologie“, so Haug und Spavieri.

Quelle: „Black hole explosions?“ (Nature, 1974); Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire; „Über das Relativitätsprinzip und die aus demselben gezogenen Folgerungen“ (Jahrbuch der Radioaktivität und Elektronik IV, 1908); „The micro black hole cellular battery: The ultimate limits of battery energy density“ (High Energy Density Physics, 2024)

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