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Open-Source-Hardware: Offener Bausatz für Redox-Flow-Batterien


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It was translated with technical assistance and editorially reviewed before publication.

In einer Welt, die dringend nachhaltige Energiespeicherlösungen sucht, dominieren Lithium-Ionen-Batterien den Markt. Sie sind kompakt, leistungsfähig und ökologisch problematisch. Denn der Abbau von Lithium ist umweltschädlich, die Reparatur der Zellen kaum möglich und nach wenigen Jahren wird aus Hightech gefährlicher Sondermüll. Doch es gibt eine Alternative: FLOW-Batterien. Sie könnten in Zukunft nicht nur nachhaltiger, sondern auch von nahezu jedem halbwegs begabten Bastler gebaut werden.

Redox-Flow-Batterien (RFBs) gelten als vielversprechende Lösung für die langfristige Energiespeicherung. Ihr Funktionsprinzip unterscheidet sich grundlegend von klassischen Batterien: Anstatt Energie in Festkörperzellen zu speichern, verwenden RFBs zwei flüssige Elektrolyte, die in separaten Tanks aufbewahrt und während des Betriebs durch eine elektrochemische Zelle gepumpt werden. In dieser Zelle findet ein Redoxprozess statt, bei dem elektrische Energie gespeichert oder abgegeben wird. Die Trennung von Energie- und Leistungskomponenten ermöglicht es, die Kapazität durch die Tankgröße und die Leistung durch die Zellfläche unabhängig voneinander zu skalieren. Zusätzlich sind sie aufgrund ihrer Modularität potenziell wartbar, reparierbar und sogar transformierbar, lassen sich also an veränderte Umstände anpassen.

Doch obwohl die Technik prinzipiell gut geeignet wäre, um große Mengen Energie über längere Zeiträume zu speichern – also genau das, was ein Stromnetz mit hohem Anteil an Wind- und Solarenergie benötigt –, ist sie bisher kaum im Alltag angekommen. Das hat viele Gründe: hohe Materialkosten, komplizierte Systemtechnik und die Größe der Systeme. Diverse Prototypen sind in der Praxis oft an technischen Detailproblemen gescheitert. Das dabei entstandene Erfahrungswissen würden die Firmen dahinter dann mit in die Insolvenz nehmen, kritisieren der Nanotechnologiespezialist Dr. Daniel Fernandez und Kirk Smith, Doktor der Elektrochemietechnik.

Um das zu ändern, haben sie das Flow Battery Research Collective (FBRC) gegründet, ein Open-Source-Hardware-Projekt, das den Zugang zu RFBs demokratisieren will. „Unser Ziel ist, die Infrastruktur für den Betrieb von FLOW-Batterien zu öffnen“, sagen die Gründer. Ihr Projekt will zeigen, dass sie RFBs auch mit einfachen Mitteln erforschen und nachbauen können – fernab akademischer Großlabore oder industrieller Pilotanlagen.

Obwohl die Technik seit den 1960er-Jahren bekannt ist, bestehen noch einige Herausforderungen. Die treten vor allem auf, wenn die Systeme skaliert, also vergrößert werden. Die Batterie aus Rohrleitungen, Tanks und Pumpen muss über lange Zeit sehr dicht sein, die Materialien chemisch resistent und die Flüssigkeiten dürfen nicht austreten, denn es handelt sich um potenziell giftige Chemikalien. Am Ende seien es Klemptnerprobleme, die technisch aber sehr herausfordernd sind, so die Gründer von FBRC. Daneben gebe es andere Herausforderungen. Beispielsweise dürfe das Elektrolyt nicht rückwärts laufen, das erzeuge Kurzschlüsse. Die meisten Patente im Bereich RFBs würden dieses Problem adressieren.

Ein weiteres Problem sind die Elektrolyte. Chemiker arbeiten an ihrer Stabilität und Verfügbarkeit. In der Praxis sind Vanadium-Redox-Flow-Batterien (VRFBs) am weitesten verbreitet, doch Vanadium ist teuer und sein Preis volatil. Alternative Materialien wie organische Moleküle oder Eisen-Chrom-Systeme versprechen Kostensenkungen, leiden aber unter Problemen wie geringer Löslichkeit, Instabilität oder Nebenreaktionen, etwa der Wasserstoffentwicklung. Nichtwässrige Systeme bieten höhere Zellspannungen, bringen jedoch neue Risiken wie Entflammbarkeit und hohe Viskosität mit sich.

Zusätzlich fehlen belastbare Daten zur Langzeitnutzung. Viele Unternehmen „starten mit großen Versprechen und gehen pleite, bevor man weiß, woran sie gescheitert sind“, kritisiert das FBRC. So gehe wertvolles Wissen verloren, weil die proprietäre Forschung nicht veröffentlicht wird. Dabei wäre gerade der offene Austausch essenziell, um Fortschritte zu erzielen – etwa durch geteilte Testergebnisse zu Materialkombinationen oder Fehlerquellen in der Systemarchitektur.

Ein zentrales Hindernis bei der Weiterentwicklung von RFBs ist, dass die technische Infrastruktur dahinter schwer zugänglich ist. Das will das FBRC ändern. Seit 2023 entwickeln Fernandez und Smith ein Open-Source-Kit, das alle Komponenten enthält, um eine einfache FLOW-Batterie aufzubauen. Dabei legen sie besonderen Wert auf „leicht verfügbare Materialien, auch außerhalb westlicher Länder“. So nutzen sie etwa Fotopapier als Separator – eine kostengünstige Lösung mit langer Tradition, wenn auch nicht maximal effizient.

Diese Herangehensweise eröffnet neue Perspektiven: „FLOW-Batterien geben Power to the User, weil sie wartbar, reparierbar und tranformierbar sind. Sie sollten daher auch als Open-Source-Lösung existieren.“ So sollen nicht nur finanziell gut ausgestattete Firmen oder akademische Forschungseinheiten Zugang zu dieser Technologie haben, sondern auch engagierte Tüftlerinnen, Schüler, Lehrende und unabhängige Forschende.

Damit RFBs ihr Potenzial als Schlüsseltechnologie für nachhaltige Energiesysteme entfalten können, braucht es mehr Interationszyklen und einen offenen Austausch über Gelingensbedingungen. Eine offene Plattform, auf der Experimente, Designs und Daten frei verfügbar sind, könnte die Entwicklung massiv beschleunigen.

Das FBRC soll zeigen, dass dies kein fernes Ideal ist, sondern konkrete Praxis, so die Verantwortlichen. Bis Ende 2025 planen sie, ein größeres System im Kilowattbereich zu entwickeln – immer mit dem Ziel, anderen den Einstieg zu erleichtern. „Prinzipiell können alle kommen, und daraus ein kommerzielles Produkt machen. Das würden wir gut finden.“

Wenn Redox-Flow-Batterien eines Tages im Baumarkt stehen sollen, braucht es mehr Projekte wie dieses – offen, dokumentiert, kooperativ. Nicht nur für die Forschung, sondern für ein gerechteres, nachhaltiges Energiesystem der Zukunft.


(ll)



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Aktionstag der Polizei: 65 Durchsuchungen wegen Hass und Hetze im Netz


Strafverfolgungsbehörden aus ganz Deutschland sind am Mittwoch gegen strafbare Hasspostings im Internet vorgegangen. Koordiniert wurde der bereits 12. diesbezügliche Aktionstag vom Bundeskriminalamt. Laut dem BKA sind zwei Drittel der verfolgen Internetbeiträge dem rechten und rechtsextremen Spektrum zuzuordnen. Am häufigsten ging es dabei um den Vorwurf der Volksverhetzung, des Verwendens von Kennzeichen verfassungswidriger beziehungsweise terroristischer Organisationen, der Belohnung oder Billigung von Straftaten und der Beleidigung. Die insgesamt 180 polizeilichen Maßnahmen in über 140 Ermittlungsverfahren fanden in allen Bundesländern statt. Mehr als 65 Durchsuchungsbeschlüsse wurden umgesetzt.

Aus Hessen melden die Strafverfolgungsbehörden, dass gegen 12 Personen ermittelt wird, denen unter anderem Volksverhetzung vorgeworfen wird und die teilweise bereits vorher strafrechtlich in Erscheinung getreten sind. Das hat die Nachrichtenagentur dpa zusammengetragen. In Brandenburg wiederum geht es unter anderem um Fälle, in denen nationalsozialistische Symbole verwendet wurden und Beleidigungen von politischen Amts- und Mandatsträgern. Durchsuchungen gibt es demnach auch in Bayern, wo in mehreren Regierungsbezirken Objekte durchsucht werden.

Anlässlich des Aktionstags hat das BKA darauf hingewiesen, dass die durch die Polizei registrierten Fallzahlen von strafbaren Hassbeiträgen im Internet seit Jahren stark ansteigen. Allein zwischen 2021 und 2024 haben diese sich vervierfacht. Wer auf derartige Beiträge im Internet stößt oder gar das Ziel davon geworden ist, solle diese bei der örtlichen Polizei anzeigen. In einigen Bundesländern gibt es Internetportale, über die das anonym möglich ist. Außerdem sollen sie den Betreibern der sozialen Netzwerke gemeldet werden, damit sie gegebenenfalls gelöscht werden. Dafür gibt es verschiedene Meldestellen.


(mho)



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Was die ersten Docks und Hubs mit Thunderbolt 5 am Mac können


Thunderbolt 5 hat gegenüber dem Vorgänger vor allem einen Vorteil mitgebracht: Die Transfergeschwindigkeit hat sich von 40 auf 80 Gigabit pro Sekunde in jede Richtung erhöht. Für schnelle SSDs bedeutet dies in der Praxis, dass sich ihr Tempo netto von rund 2750 auf 5500 Megabyte pro Sekunde erhöhen kann. An den neuen Macs mit Thunderbolt 5 (Mac mini Pro, MacBook M4 Pro / Max, Mac Studio von 2025) gelingt das, doch gilt das auch für daran angeschlossene Docks?

  • Alle Testgeräte verdreifachen die Zahl der Thunderbolt-5-Schnittstellen.
  • Unterschiede gibt es bei den sonstigen Schnittstellen, aber nicht bei Thunderbolt.
  • Thunderbolt 5 arbeitet hinter den Docks etwas langsamer als direkt am Mac.
  • macOS unterstützt bisher nicht mehr als zwei Monitore an einem Mac-Port.

Der zweite Vorteil von Thunderbolt 5 liegt in der besseren Anbindung von vielen großen Monitoren. Bis zu drei Bildschirme mit 4K-Auflösung und 144 Hertz Bildwiederholfrequenz (4K @ 144 Hz) oder zwei mit 8K @ 60 Hz unterstützen die mit nur einem Kabel angebundenen Docks in Abhängigkeit von der Grafikeinheit (GPU) des Host-Rechners. Leider ist das nicht die einzige Vorbedingung, denn macOS schaffte es – anders als Windows 11 – nicht, mehr als zwei 6K-Displays mit 60 Hertz an einem Thunderbolt-5-Dock anzusteuern. Falls man weitere Monitore nutzen möchte, muss man sie direkt am Mac anschließen.

Dies könnte damit zusammenhängen, dass macOS immer noch nicht die DisplayPort-Funktion „Multi-Stream Transport“ (MST) beherrscht. Dabei kann man zwei Monitore hintereinander anschließen, wenn einer von beiden einen entsprechenden Ausgang hat. Anfänglich wurden die Docks ohne die Angabe dieser Betriebssystemeinschränkung angepriesen, was bei den ersten Testern für große Enttäuschung sorgte.


Das war die Leseprobe unseres heise-Plus-Artikels „Was die ersten Docks und Hubs mit Thunderbolt 5 am Mac können“.
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Fairphone 6: Beim neuen fairen Smartphone geht ohne Schraubendreher nichts mehr


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Fairer produziert, große Software-Versprechen und dank modularer Bauweise leicht reparierbar: Mit dem Fairphone 6 trifft der Hersteller im Grunde genau ins Schwarze, wenn es um das am 20. Juni eingeführte EU-Ökodesign geht. Dabei ist es schon die mittlerweile sechste – mit dem 3 Plus sogar siebte – Generation des Herstellers. Die neueste Version wirkt optisch ausgereifter als die Vorgänger und ist dabei mit 600 Euro noch ein wenig günstiger.


Fairphone 6 Rückseite

Fairphone 6 Rückseite

Fairphone 6: Um das Gerät zu öffnen, ist ein Schraubenzieher erforderlich.

(Bild: Fairphone)

Das Fairphone zeichnet sich zunächst wie die Vorgänger durch zwölf vom Nutzer oder der Nutzerin auswechselbaren Komponenten aus. Neben dem Bildschirm, Akku und Kameras können Besitzer außerdem den USB‑C-Port und den Lautsprecher austauschen. Auch das Mainboard (die „Top-Unit“) und die Ohrmuschel lassen sich auswechseln, sofern erforderlich.


Fairphone 6 mit verschraubtem Akku

Fairphone 6 mit verschraubtem Akku

Beim Fairphone 6 ist der Akku fest verschraubt. Bei den Vorgängern konnte er einfach herausgenommen werden.

(Bild: Fairphone)

Trotz oder besser wegen des hohen Reparierbarkeitsgrades ist das Gerät nur nach Schutzart IP55 spritzwassergeschützt. Smartphones mit einer höheren Schutzart wie IP68 oder gar IP69 sind verklebt und entsprechend schwieriger zu reparieren.

Beim Fairphone 6 müssen Nutzer lediglich je nach Komponente einige Schrauben lösen. Neu bei diesem Modell ist, dass die Rückseite und der Akku verschraubt sind. Der Softpack-Akku ist mit sieben Schrauben mit dem Gehäuse verbunden. Bei den Vorgängern konnten diese Teile einfach ohne Werkzeug entfernt werden. Trotz der zusätzlichen Schrauben erreicht das Fairphone 6 die Zertifizierung der Klasse A für Reparaturfähigkeit und Haltbarkeit der EU.

Ebenso neu ist die Zweiteilung der Gehäuserückseite. Der obere und untere Teil kann unabhängig voneinander entfernt und separat ausgetauscht werden. Zudem bietet der Hersteller verschiedenfarbige Rückplatten und Accessoires wie einen Kartenhalter, Schlüsselbänder und Fingerschlaufen an, um das Gerät weiter zu individualisieren. Die Preise der Ersatzteile sowie Accessoires sind recht moderat.


Fairphone 6 Zubehör

Fairphone 6 Zubehör

Fingerschlaufe, Kartenhalter und Lanyard: Das neue Zubehör für das Fairphone 6.

(Bild: Fairphone)

Für ein Ersatzdisplay verlangt Fairphone knapp 100 Euro, für das Hauptkamera-Element fallen 70 Euro und für die Ultraweitwinkel-Kamera 35 Euro an. Ein oberes Cover kostet um die 10 Euro und das untere Element 15 Euro. Ein anschraubbarer Kartenhalter für drei Kreditkarten oder eine Fingerschlaufe schlagen mit etwa 28 Euro zu Buche.


Fairphone 6 – Ersatzteile und Preise

Fairphone 6 – Ersatzteile und Preise

Fairphone 6 – Ersatzteile und deren Preise.

(Bild: Fairphone)

Neben der modularen Bauweise verspricht Fairphone ein langes Update-Versprechen bis 2033: Das Fairphone 6 soll ab Android 15 sieben große Android-Versionen erhalten. Damit verspricht der Hersteller die gleiche Anzahl an Updates wie Samsung und Google und hält sich selbstredend an die Vorgaben der EU, die seit dem 20. Juni fünf Jahre Android-Updates ab Verkaufsende vorschreibt.

Es ist zu hoffen, dass der Hersteller die Update-Versprechen zuverlässig umsetzen wird, denn in der Vergangenheit mussten Fairphone-Besitzer sich hinsichtlich neuer Android-Versionen in Geduld üben. So hat der Hersteller etwa für das Fairphone 4 ein Update auf Android 14 bis Ende 2024 zugesagt, das aber nie erschien. Stattdessen soll das Gerät bald ein Update auf Android 15 erhalten, wobei schon Android 16 veröffentlicht wurde. Zudem gibt der Hersteller eine Garantie von fünf Jahren.

Der Hersteller bietet das Fairphone neben einer Android-Version mit Google-Diensten optional eine Variante ohne Google an. Hierfür setzt das Unternehmen auf Murenas /e/ OS.

Eine weitere Besonderheit des Fairphone 6 ist das sogenannte „Fairphone Moments“. Der Hersteller beschreibt es als „wandelbares System, das aus einem Telefon zwei Telefone macht“. Hierfür ist ein physischer Schalter an der Gehäuseseite angebracht, mit dem Nutzer „zwischen einem Smartphone mit vollem Funktionsumfang und einem Minimum an Funktionalität umschalten“ können.


Fairphone Moments

Fairphone Moments

„Fairphone Moments“ ist Fairphones Digital-Detox-Funktion

(Bild: Fairphone)

Laut Hersteller sei die Funktion für Nutzer entwickelt, „die präsenter sein und den Augenblick genießen wollen oder einfach nur zusätzliche Konzentration, eine Auszeit oder eine innere digitale Balance brauchen“. Einen ähnlichen Ansatz verfolgt auch HMD mit dem sogenannten Detox-Mode im Modell Skyline.

Hinsichtlich der klassischen Hardware setzt Fairphone beim neuen Modell auf ein kleineres, aber besseres Display als beim Vorgänger: Anstelle eines 6,46-Zoll-OLED-Bildschirms mit 90 Hz komm ein 6,31-Zoll-pOLED-Panel auf LTPO-Basis zum Einsatz, das eine dynamische Bildwiederholrate von bis zu 120 Hz unterstützt. Jedoch ist die Auflösung mit 2484 × 1116 Pixeln und 432 ppi ein wenig geringer als beim Fairphone 5, dessen Bildschirm mit 2770 × 1224 Pixeln bei einer Pixeldichte von 459 ppi auflöst. Gorilla Glass 7i schützt vor Kratzern.


Fairphone 6 Bildschirm

Fairphone 6 Bildschirm

Das Fairphone 6 hat einen kleineren Bildschirm als der Vorgänger.

(Bild: Fairphone)

Als Prozessor verbaut Fairphone einen Qualcomm Snapdragon 7s Gen 3 mit acht Rechenkernen und bis zu 2,5 GHz. Der Mitte 2024 eingeführte Mittelklassechip kommt unter anderem auch in den Nothing-Modellen Phone 3a und 3 a Pro zum Einsatz und sollte genügend Leistung liefern. Begleitet wird der Prozessor von acht GByte RAM und 256 GByte Flash-Speicher. Zudem ist der Speicher mithilfe einer microSDXC-Karte um bis zu zwei TByte erweiterbar, was mittlerweile Seltenheitswert hat. Überdies sind 5G-Support (via eSIM oder SIM-Karte), Bluetooth 5.4 und Wi-Fi 6E an Bord.

Beim Vorgängermodell musste Fairphone noch auf einen IoT-Prozessor zurückgreifen, um eine möglichst lange Update-Garantie zu ermöglichen. Dank einer Partnerschaft zwischen Google und Qualcomm sind nunmehr bis zu acht Jahre Android-Updates möglich. Die lange Update-Garantie wurde zunächst für den Snapdragon 8 Elite angekündigt, später aber auf weitere Prozessoren ausgeweitet.

Größer als beim Vorgänger ist der Akku, der anstelle von 4200 mAh nun 4415 mAh misst. Dank des energieeffizienteren Qualcomm-Chips spricht Fairphone von 20 Prozent mehr Laufzeit als beim Vorgänger. Beim kabelgebundenen Laden ist das Fairphone 6 mit 33 Watt jedoch nicht viel schneller als das bisherige Modell mit 30 Watt.


Fairphone 6 Kamera

Fairphone 6 Kamera

Fairphone will beim neuen Modell bei der Kamera nachgebessert haben.

(Bild: Fairphone)

Die rückseitige Weitwinkel-Kamera verfügt über einen Sony-Lytia-700C-Sensor mit 50 MP und einer lichtstarken Blende von f/1.56. Dieser Sensor steckt etwa auch in Motorolas Edge 60 Pro. Zudem ist eine Ultraweitwinkel-Kamera mit 13-MP-Sensor und 120 Grad großem Bildwinkel an Bord. Für Selfies steckt unter dem Bildschirm eine 32-MP-Kamera mit f/2.0-Blende.

Wie schon bei den Vorgängermodellen legt der Hersteller auch beim Fairphone 6 großen Wert darauf, das Gerät möglichst umwelt- und arbeitnehmerfreundlich herzustellen. Es besteht zu über 50 Prozent aus fairen oder recycelten Materialien – bezogen auf das Gesamtgewicht – und stellt eine Verbesserung gegenüber den 42 Prozent beim Fairphone 5 dar.

Insgesamt 14 Rohstoffe stammen laut Unternehmen aus fairen Lieferketten oder sind recycelt. Dazu gehören Kobalt, Wolfram, Silber und Gold, sowie recyceltes Aluminium, Kupfer, Stahl, Seltene Erden, Indium, Magnesium, Nickel, Zinn, Zink und über 93 % PCR-Kunststoff. Jedoch kann das Unternehmen nicht alle notwendigen Rohstoffe komplett aus fairen Quellen beziehen. Nach eigenen Angaben ist das Fairphone elektronikabfallneutral, da das Unternehmen für jedes verkaufte Exemplar ein altes Smartphone recyceln will.


Fairphone 6 Farben

Fairphone 6 Farben

Fairphone

Das Fairphone 6 ist ab sofort zum Preis von knapp 600 Euro bestellbar. Damit ist es günstiger als das Fairphone 5, das vor zwei Jahren zum Preis von 700 Euro eingeführt wurde. Das neue Modell wird in den Farben Weiß, Schwarz und Grün angeboten.


(afl)



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