Integrierte Brennstoffzellen als Energieversorgung für autonome Mikrosysteme
Zu besteht bei Mikrosystemen die Anforderung, über eine langfristige Energieversorgung zu verfügen. Umgekehrt nimmt aber aufgrund der steigenden Integration und Miniaturisierung auch der Platz für die Unterbringung von Energiespeichern ab. Viele Mikrosysteme werden derzeit deshalb mit Knopfzellbatterien betrieben. Die ultimative on-chip Energieversorgung ist ein sich selbst wieder beladender Energiespeicher. Dies kann durch eine Kombination aus miniaturisiertem Energiespeicher und einem so genannten Micro Energy Harvesting (MEH) Generator erreicht werden, der in der Lage ist elektrische Energie aus der Umgebung des Mikrosystems zu gewinnen. Dazu existieren derzeit zwei grundsätzlich unterschiedliche Brennstoffzellentypen, die sich als Energieversorgung für autonome Mikrosysteme eignen. Dabei handelt es sich zum einen um monolithisch integrierte und CMOS kompatible Mikrobrennstoffzellen, die sich zusammen mit einem MEH Generator nutzen lassen, und zum anderen um eine Brennstoffzelle im Knopfzellenformat die sich über Lichteinstrahlung selbstständig lädt und alle Komponenten eines MEH Systems in sich vereint.
Galvanotechnik, 101 (2010)11, S. 2666-2670, 8 Abb., 7 Lit.-Hinw. Bretthauer, C.; Zimmermann, D.; Frank, M.; Müller, C.; Reinecke, H.
Integrated Fuel Cells as Power Supplies for Autonomous Microsystems
In many cases, microsystems may require a long-term energy supply in order to operate. On the other hand, however, as integration and miniaturisation develops, there is ever less space to accommodate an energy storage device such as a battery. For this reason, many microsystems currently use a button cell. The ultimate on-chip power supply would be a self-recharging energy storage system. This can be achieved by combining a miniaturised energy storage system with a so-called micro-energy harvesting (MEH) generator. These systems are able to recover energy in various ways from their immediate environment. In terms of fuel cells, two main types are presently available which are suitable for powering autonomous microsystems. One is a micro-fuel cell which is monolithic and CMOS-compatible able to be used in conjunction with an MEH generator. The other is a fuel cell in button format which charges itself using ambient illumination, combining within itself all the components for an MEH system.
Galvanotechnik, 101 (2010)11, S. 2666-2670, 8 Abb., 7 Lit.-Hinw. Bretthauer, C.; Zimmermann, D.; Frank, M.; Müller, C.; Reinecke, H.
