Ein Batteriespeicher, der die Kraft von Schwarzen Löchern nutzt – das klingt nach Science Fiction. Genau das schlagen 2 Forscher jetzt vor, um "das ultimative Potenzial von Batterien auszuschöpfen" und große Mengen grüner Energie zu speichern.
Ihr Konzept sieht vor, mehrere winzige Schwarze Löcher auf engem, hochenergetischem Raum interagieren zu lassen. Sie könnten wie ein Kernreaktor funktionieren und große Mengen Energie liefern. Dem zugrunde liegt die "Reissner-Nordström-Metrik", die basierend auf Einsteins Relativitätstheorie das Verhalten von geladenen, nicht rotierenden Schwarzen Löchern beschreibt.
Stabile Mikro-Schwarze Löcher
Demnach würden diese Mikro-Schwarzen Löcher jeweils nur eine Planck-Masse haben, also 2 Hunderttausendstel eines Gramms. Platziert man jeweils gleich geladene Schwarze Löcher nebeneinander, so würde sich ihre elektromagnetische Abstoßung mit der Schwerkraft ausgleichen.
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Doch wie kann etwas Energie produzieren, das eigentlich alles verschlingt und nichts entkommen lässt? Sobald man positiv und negativ geladene Schwarze Löcher zusammenbringt, würden diese einander verschlingen. Passiert das kontrolliert, bleibt die Batterie stabil und würde große Mengen Energie freisetzen.
Enorme Energieausbeute
Beim Verschmelzen werden, einer Theorie nach, etwa 5 bis 10 Prozent der kombinierten Masse der Schwarzen Löcher in Form von Gravitationswellen frei. Zum Vergleich: Die bei Kernfusion und -spaltung freigesetzte Energie beträgt weniger als 1 Prozent der Atommasse. Die Forscher gehen sogar davon aus, dass die gesamte Masse der Schwarzen Löcher in Form von Energie frei wird.
Jedes Schwarze Loch wäre wie eine Batteriezelle, erklären die Forscher. Eine 1 kg schwere Batterie aus 4 Mikro-Schwarzen Löchern könnte damit 470 Millionen Mal mehr Energie liefern als die derzeit effizienteste Lithium-Ionen-Batterie mit 200 kg. Gegenüber ihrem "ultimativen Potenzial" seien konventionelle Energiespeicher also ineffizient, schreiben die Forscher.
Gefahren und Herausforderungen
Wenn ein Schwarzes Loch keine Masse mehr aufnehmen kann, löst es sich auf. Die Gefahr, dass sich die Schwarzen Löcher immer weiter vergrößern und potenziell gefährlich werden könnten, sehen die Forscher nicht. Sie vergleichen es mit der Warnung, die einige Physiker*innen nach dem Umbau des Teilchenbeschleunigers Large Hardron Collider hatten. Auch damals sorgte man sich, dass sich Mikro-Schwarze Löcher bilden könnten, was aber unbegründet blieb.
Eine der vielen Probleme des Vorschlags ist die Frage, ob diese geladenen Mikro-Schwarze Löcher überhaupt existieren. Die Forscher beantworten das mit "Ja". Denn auch wenn die physische Existenz geladener Schwarzer Löcher noch nicht bewiesen wurde, seien sie theoretisch belegt.
Sollten sie existieren, ist die Frage, wie man sie herstellen kann, um aus ihnen eine Batterie zu bauen und wie man sie möglichst effizient mit grüner Energie füttert, die dann später bei Bedarf abrufbar wird. Ebenfalls noch unbeantwortet ist, wie man die Energie abfängt, die in Form von Gravitationswellen frei wird - hier haben die Forscher noch keinen Vorschlag.
"Sag niemals nie"
Die Forscher sind sich bewusst, dass eine Umsetzung ihres Vorschlags "nicht unmittelbar bevorsteht": Man sollte aber "niemals nie" sagen. Mit dem nötigen Fortschritt könnte das Vorhaben gelingen. Sie vergleichen das mit dem Sprung, den die Computertechnologie in den vergangenen 50 Jahren machen konnte. Die Studie wurde im Fachmagazin High Energy Density Physics veröffentlicht.
Das Konzept ist – so unglaublich es klingt – nicht neu. Bereits im November 2023 schlugen Forscher*innen vor, winzige Schwarze Löcher als Energiespeicher zu verwenden. Ihr Theorie nach könnte man den Schwarzen Löchern geladene Materie "füttern", die diese in Energie umwandeln können.