On-Chip Brennstoffzellen als Energieversorgung für RFID Systeme

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On-Chip Brennstoffzellen ermöglichen die bedarfsgerechte Bereitstellung von Energie für energieautarke RFID Sensorik. Das entwickelte Brennstoffzellensystem besteht aus einem adaptiven Brennstoffzellenarray und integrierter CMOS Elektronik zur Steuerung des Systems und zur Reglung der Ausgangsspannung. Die Steuerung des Systems erfolgt über eine Finite State Machine, welche es ermöglicht die Verschaltung des Brennstoffzellenarrays, die Ausgangsspannung und die Aktivierungszyklen zu programmieren. Durch die monolithisch integrierte Kombination von adaptiven Brennstoffzellenarrays und einem Low-Dropout-Spannungsregler wird eine effiziente Stabilisierung der Ausgangsspannung ermöglicht. Die Brennstoffzellen sind als Polymer-Elektrolyt-Membran Zellen mit einem integrierten Wasserstoffspeicher ausgeführt und erreichen eine maximale Ausgangsleistung von 3,1 mW/cm² bei einer Ausgangsspannung von 0,3 V. Als Demonstrator wurde ein Temperatur- und Feuchtesensor mit LC Display durch die on-chip Brennstoffzellen mit Energie versorgt.