Energiespeicherung und Versorgung miniaturisierter Systeme mittels Brennstoffzellen

摘要

Die Versorgung von Mikrosystemen mit elektrischer Energie erfolgt in der Regel kabelgebunden oder zunehmend auch uber Batterien oder Akkumulatoren. Bei den Batteriesystemen handelt es sich zumeist um hybrid aufgebaute Systeme, die die Energiequelle mit elektronischen, sensorischen und aktorischen Komponenten zu einem Subsystem verbinden. Zur Laufzeitverlangerung der Energieversorgung wird versucht, Energie aus der Umwelt (Micro Energy Harvesting) zu ernten und dem System zur Verfugung zu stellen. Brennstoffzellen konnen zur Versorgung [1] von Mikrosystemen mit Energie genutzt werden. In diesem Beitrag werden zwei Arten der Energieversorgung auf der Basis von Brennstoffzellen vorgestellt. Zum einen handelt es sich dabei um einen Ansatz, bei dem die Brennstoffzellen wahrend des mikroelektronischen Herstellprozesses (CMOS-Prozess) der Mikrosysteme in das System integriert werden [2], [3] und damit ein autarkes Subsystem ermoglicht. Zum anderen handelt es sich um einen Ansatz, bei dem handelsubliche Knopfzellen durch eine integriert photovoltaisch wiederbeladbare Brennstoffzelle [4] ersetzt und so deren Laufzeit deutlich verlangert werden kann.