On-Chip Brennstoffzellen als Energieversorgung für RFID Systeme

Conference: MikroSystemTechnik 2015 - MikroSystemTechnik Kongress 2015
10/26/2015 - 10/28/2015 at Karlsruhe, Deutschland

Proceedings: MikroSystemTechnik 2015

Pages: 4Language: germanTyp: PDF

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Authors:
Zimmermann, D.; Freund, I. (Micronas GmbH, Hans-Bunte-Str.19, 79108 Freiburg, Deutschland)
Moranz, C.; Kuhl, M.; Manoli, Y. (Fritz-Hüttinger-Professur für Mikroelektronik, IMTEK, Universität Freiburg, 79110 Freiburg, Deutschland)
Müller, C.; Reinecke, H. (Lehrstuhl für Prozesstechnologie, IMTEK, Universität Freiburg, 79110 Freiburg, Deutschland)
Manoli, Y. (HS - Hahn-Schickard-Gesellschaft, 78052 Villingen-Schwenningen, Deutschland)

Abstract:
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.