Neuer Speicher für höhere Akkulaufzeiten

Forscher an der University of Illinois in Urbana-Champaign haben Speicherelemente aus Phasenwechselmaterialien entwickelt, die dank Schaltkontakten aus Kohlenstoff-Nanoröhren extrem energieeffizient sind. Die Lösung verbraucht zum Schalten von Speicherbits 100 mal weniger Strom als derzeit beste Ausführungen, so das Team in einem online vorabveröffentlichten Beitrag für das Magazin Science. In der Praxis soll das deutlich höhere Akkulaufzeiten bei Smartphones und anderen mobilen Geräten ermöglichen.

Kompakt stromsparend

„Ich denke jeder, der viel mit Ladegeräten und nächtlichem Anstecken zu tun hat, kann den Wunsch nach Handy und Laptops nachvollziehen, deren Akkus Wochen oder Monate halten“, sagt Eric Pop, Professor für Elektrotechnik und Informatik an der University of Illinois. Sein Team hofft, diesem Ziel mithilfe energieeffizienteren Speichers näher zu kommen. Denn wenngleich bei Smartphones das Display maßgeblich für den Stromverbrauch verantwortlich ist, wird der Energiebedarf von RAM und internem Speicher den Forschern zufolge immer wichtiger.

Um das zu Erreichen, setzt das Team darauf, Speicher aus Phasenwechselmaterialien (Phase Change Materials, PCM) kompakter zu machen. Denn der Strombedarf zum Schalten eines PCM-Speicherbits ist von dessen Größe abhängig. Das Team hat daher die als Leiterkontakt üblichen Metalldrähte durch Kohlenstoff-Nanoröhren ersetzt, die nur wenige Nanometer dich sind. Die so entstandenen Speicherelemente verbrauchen 100 mal weniger Strom. „Ich denke, wir könnten die Leistung zumindest um einen weiteren Faktor zehn senken“, meint zudem Pop.

Lange Laufzeiten

Die Speicher-Entwicklung soll dazu beitragen, dass Akkus beispielsweise von Smartphones länger durchhalten. Dass diese Technologie allein wirklich Laufzeiten von Wochen oder Monaten ermöglicht, scheint aber unwahrscheinlich. Einer 2010 veröffentlichten Studie von Forscher der University of New South Wales zufolge sind nämlich Bildschirmanzeige, 3G und WLAN bei aktuellen Smartphones noch die merklich größeren Stromfresser. Doch Pop zufolge sei es in Verbindung mit besseren Displaytechnologien sogar vorstellbar, ein iPhone ausschließlich mit gewonnener Umgebungsenergie zu betreiben.

Zudem ortet das Team Vorteile in verschiedenen anderen Anwendungsgebieten. Extrem stromsparender Speicher würde beispielsweise dazu beitragen, dass Satelliten mit kleineren, leichteren Batterien auskommen, was ihren Start billiger macht. In Rechenzentren wiederum kann derart energieeffizienter Speicher die Stromrechnung drücken.