Energiespeicherung und Versorgung miniaturisierter Systeme mittels Brennstoffzellen

Abstract:
Die Versorgung von Mikrosystemen mit elektrischer Energie erfolgt in der Regel kabelgebunden oder zunehmend auch über 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 Laufzeitverlängerung der Energieversorgung wird versucht, Energie aus der Umwelt (Micro Energy Harvesting) zu ernten und dem System zur Verfügung zu stellen. Brennstoffzellen können zur Versorgung 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 während des mikroelektronischen Herstellprozesses (CMOS-Prozess) der Mikrosysteme in das System integriert werden, und damit ein autarkes Subsystem ermöglicht. Zum anderen handelt es sich um einen Ansatz, bei dem handelsübliche Knopfzellen durch eine integriert photovoltaisch wiederbeladbare Brennstoffzelle ersetzt und so deren Laufzeit deutlich verlängert werden kann.