Smartphone-Entwicklung: Der Akku ist das Limit

Die Touchscreens werden immer größer und die Prozessoren immer schneller, nur eines ändert sich bei einem Smartphone nicht: der Akku. Hier ist die technische Entwicklung in den letzten Jahren kaum voran gekommen. Lösungen sind nicht in Sicht.

Der Industrie ist es lediglich gelungen, die Akku-Lebensdauer zu verlängern und die Energiedichte zu erhöhen – und vor allem bei letzterem ist der Fortschritt bescheiden. Aktuelle Flaggschiff-Modelle haben eine Kraftzelle mit 1.750 mAh – im Vergleich mit dem Nokia N95 also nicht einmal doppelt so viel. Der Spitzenreiter Galaxy Note schafft 2.500 mAh. Allerdings konnte Samsung diese Kapazität nur realisieren, weil das Gerät mit 150x83 Millimeter deutlich größer ist als die meisten anderen Smartphones. Kleinere Geräte bieten weniger Platz für den Akku.

Energiesparende Prozessoren und Displays

An erster Stelle steht hier der Versuch, den Verbrauch der technischen Komponenten zu senken, die die meiste Energie benötigen: Display, Prozessor und Antenne. Der Spielraum ist aber begrenzt. Zum einen muss die Industrie die Wünsche nach immer größeren, schnelleren und damit auch energiehungrigeren Smartphones bedienen, zum anderen kann eine Entwicklung wie die moderne OLED-Bildschirmtechnologie ihre Stromspar-Vorteile nur ausspielen, wenn das Display dunkle Farbtöne darstellt. Die Mehrkern-CPUs sind vor allem im Standby sparsamer – wenn der Prozessor gefordert ist, etwa von einem grafisch aufwendigen Spiel, ist der Energieverbrauch sogar viel höher.

Auch im Funkbereich wird jede Stromspar-Innovation vom technischen Fortschritt wieder unterlaufen. Denn der UMTS-Nachfolgestandard LTE steht in den Startlöchern, 2012 werden die ersten Smartphones in Deutschland auf den Markt kommen. Bis der Highspeed-Funk so weit optimiert ist, dass er weniger Energie verbraucht als UMTS, sind noch einige Entwicklungsjahre nötig.

Software-Optimierung

Eine weitere Möglichkeit, die Akkulaufzeit zu verlängern, ist die optimale Abstimmung von Hard- und Software. Natürlich kann man die Leistungsaufnahme des Displays bei maximaler Helligkeit nicht verändern, aber man kann den Sensor für die automatische Anpassung der Helligkeit feiner justieren und passive Prozesse wie etwa die Empangsbereitschaft der Antenne im Standby so anpassen, dass sie weniger Energie verbrauchen. Weil es sich dabei um Feinabstimmungen handelt, die zeitintensive Testroutinen erfordern, werden solche Stromspar-Optimierungen in der Regel per Software-Update nachgeliefert. Das Nokia Lumia 800 und das iPhone 4S sind aktuell die besten Beispiele dafür.

Fazit: Das Eintags-Handy bleibt

Zur chemischen Speicherung von Energie gibt es keine greifbare Alternative. Auch die Lithium-Ionen-Technologie wird noch viele Jahre den Standard bilden. Sie wird weiter entwickelt und optimiert, etwa durch die Anreicherung mit neuen Materialien wie Graphit. Die Forscher versprechen, dass sich so die Kapazität verzehnfachen und die Ladezeit gleichzeitig auf nur 10 Minuten verkürzen lässt. Wie viel von diesen Versprechen übrig bleibt, wenn die Graphit-Akkus in etwa fünf Jahren auf den Markt kommen, wird sich zeigen. Bis dahin bleiben uns die kurzen Laufzeiten von maximal einem Tag erhalten.